Mit der rasanten Entwicklung der Industrie wird die Wasserverschmutzung immer schwerwiegender, und die hocheffiziente und energiesparende Keramikmembrantechnologie spielt bei der modernen Wasseraufbereitung eine wichtige Rolle. Keramikmembranen aus Siliziumkarbid (SiC) haben die Vorteile einer guten Wärmeschockbeständigkeit, Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und hohen Druck, können unter rauen Bedingungen eine gute Stabilität aufrechterhalten und haben eine lange Lebensdauer usw. Die Trenntechnologie aus Siliziumkarbid (SiC)-Keramikmembranen gilt auch als eine der am schnellsten entwickelten neuen Membrantrenntechnologien der letzten Jahre.
Anwendung in der Hochtemperatur-Rauchgasreinigung
Siliziumkarbid-Membranrohre bieten aufgrund ihrer hohen Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Thermoschockbeständigkeit einzigartige Vorteile im Bereich der Hochtemperatur-Rauchgasbehandlung.
Bei partikulären Schadstoffen wie PM2,5 besteht der Staubentfernungsmechanismus der SiC-Membranröhre aus Sieben, Retention, Adsorption usw.
Darüber hinaus werden Siliziumkarbid-Membranrohre bei der Staubentfernung bei hohen Temperaturen in großem Maßstab eingesetzt, beispielsweise in der Kohlechemie-, Polysilizium- und Stahlindustrie und anderen Industriezweigen. Hochleistungs-SiC-Membranrohre werden beispielsweise industriell in der Kokereiindustrie zur Entschwefelung von Aktivkoks mit Fließbett eingesetzt.
Darüber hinaus kann der Katalysator auch darauf geladen werden, um die Integration von Staubentfernung und Katalyse zu realisieren, was gute Anwendungsaussichten bietet. Beispielsweise kann die spezifische Oberfläche durch die Porenmodifizierungsstrategie verbessert werden, um die Katalysatorbeladungseffizienz zu verbessern.
Schematische Darstellung der katalytischen SiC TiO2 Pt-Membran
Anwendung in der Öl-Wasser-Trennung
Im Vergleich zu anderen Membranröhren aus Oxidkeramik sind Membranröhren aus Siliziumkarbid hydrophiler und bieten mehr Vorteile bei der Öl-Wasser-Trennung. Dies liegt daran, dass die hydrophile Membran aus Siliziumkarbid eine stärkere elektrostatische Abstoßung auf das Öl hat, sodass sie einen höheren Wasserdurchfluss und eine bessere Leistung gegen Verschmutzung bietet.
Beispielsweise handelt es sich beim Membranbioreaktor (MBR) um eine neue Wasseraufbereitungstechnologie, die eine Membrantrenneinheit und eine biologische Aufbereitungseinheit kombiniert. Der Siliziumkarbid-Membranbioreaktor hat sich auch bei der Aufbereitung von ölhaltigem Abwasser als wirksam erwiesen.
Im Vergleich zur Polymer-Flachmembran ist der Durchfluss der Siliziumkarbidmembran um mehr als 50 % erhöht, was den chemischen Sauerstoffbedarf und die Trübung des Wassers wirksam reduzieren kann. Siliziumkarbidmembranen bieten gute Anwendungsaussichten bei der Behandlung von ölhaltigem Abwasser.
Anwendung in der Gastrennung
Siliziumkarbid-Membranrohre werden häufig in Gastrennungsbereichen wie Wasserstoffrückgewinnung, Stickstoffrückgewinnung, Sauergasbehandlung, Treibhausgasabscheidung, Wassergasreaktion usw. verwendet. Da kein Phasenwechselprozess erforderlich ist, haben sie den Vorteil eines geringen Energieverbrauchs. Die Trennschicht des asymmetrischen Siliziumkarbid-Membranrohrs schirmt das Gas unter der Wirkung der molekularen Abstoßung ab. Im Vergleich zu Gasen mit kleinen Molekülen wird die Diffusion von Gasen mit großen Molekülen behindert, sodass eine selektive Trennung erreicht wird. Daher können sie zur Trennung von He/Ar, H2/N2, H2/CH4, H2/CO2 und anderen Gasen verwendet werden.
Das Siliziumkarbid-Membranrohr ist für die Trennung von Wasserstoff attraktiver. Verglichen mit der Hochtemperatur-Gasreinigung und der Öl-Wasser-Trennung ist die Anwendung des SiC-Membranrohrs bei der Gastrennung weniger verbreitet, hauptsächlich weil die gebildete Siliziumkarbidmembran eine dichte Struktur hat und nur für die Trennung von Gasen mit kleinen Molekülen geeignet ist und nur begrenzt.
Aufgrund der Kosten und anderer Faktoren muss die Wettbewerbsfähigkeit von Siliziumkarbid-Membranrohren im Vergleich zu anderen Gastrennmembranen verbessert werden.
