Introdução ao produto
Este produto é um produto inovador que rompe a fronteira entre os cenários de aplicação de membranas inorgânicas e orgânicas. Ele combina as vantagens dos produtos de membrana cerâmica serem resistentes e duráveis, bem como a alta densidade de enchimento de produtos de membrana orgânica. O método de uso é altamente semelhante ao das membranas de coluna orgânica, o que compensa os altos requisitos de qualidade da água de entrada, alto consumo de água de retrolavagem e o risco de quebra de fio na tecnologia de membrana de ultrafiltração. Ele pode melhorar o rendimento de água dos sistemas de ultrafiltração e reduzir os custos de limpeza química.
O Módulo de Membrana Cerâmica é composto de vários cartuchos de filtro cerâmicos de carboneto de silício embutidos, emendados juntos. O design estrutural exclusivo torna a distribuição hidráulica da produção de água e dos canais de retrolavagem de cada membrana tubular mais uniforme, e o efeito de recuperação de retrolavagem é excelente.
Por que escolher membrana cerâmica?
O que é uma membrana cerâmica?
A membrana cerâmica é uma membrana feita de matérias-primas em pó, como óxido de alumínio, óxido de zircônio e óxido de titânio, por meio de um processo de sinterização. A parede do tubo da membrana cerâmica é densamente coberta com microporos. A diferença de pressão estática em ambos os lados da membrana serve como força motriz para a filtragem. Pequenas moléculas (ou líquidos) passam pela membrana, e grandes moléculas (ou partículas sólidas, gotículas de líquido) são retidas pela membrana para atingir o propósito de separação, concentração e purificação de diferentes componentes do líquido de alimentação.
O mecanismo de filtragem de membranas cerâmicas inclui filtragem de fluxo cruzado e filtragem de extremidade morta. Entre elas, a filtragem de fluxo cruzado tem vantagens de desempenho. Os produtos da maioria das empresas são principalmente filtragem de fluxo cruzado.
Filtração de fluxo cruzado: O fluido líquido bruto circula em alta velocidade de forma tangencial através da superfície da membrana. O filtrado (ou permeado) é filtrado através da superfície da membrana sob pressão. A circulação do líquido bruto efetivamente suprime o problema de fácil bloqueio do meio filtrante no método tradicional de filtragem terminal, garante a operação contínua do processo de separação, melhora a eficiência da separação e a precisão da separação e reduz efetivamente o consumo de energia do processo de separação.
Filtragem sem saída: Ao filtrar um líquido de alimentação de alta concentração, grandes partículas do líquido de alimentação são facilmente presas na superfície da membrana para formar poluição da membrana, causando uma rápida diminuição na eficiência da separação. É adequado apenas para tratar líquidos com teor de sólidos muito baixo.
Por que as membranas cerâmicas têm espaço no mercado?
-
Materiais de membrana de alto desempenho são uma indústria emergente estratégica essencial para o desenvolvimento nacional. Estima-se que o valor total da indústria de membrana do meu país atingirá 500 bilhões de yuans em 2025.
-
As membranas cerâmicas têm excelentes propriedades mecânicas, resistência química e precisão de filtragem. Elas foram inventadas pelo Dr. Pall no Projeto Manhattan na década de 1940. Após mais de 70 anos de desenvolvimento, suas áreas de aplicação se expandiram gradualmente de energia nuclear, militar e aeroespacial para campos civis, como semicondutores, novas energias e biomedicina. O tamanho do mercado global atingirá US$ 6,83 bilhões em 2023. Os recursos hídricos são escassos no Oriente Médio. O gasto total de projetos de dessalinização de água do mar planejados ou em andamento em 2023 é de até US$ 39,3 bilhões. Espera-se que o futuro inaugure um longo período de rápida expansão. A dessalinização térmica tradicional consome cerca de 5 kWh por metro cúbico, enquanto a dessalinização de membrana consome apenas 2.5-3 kWh. Sob o pano de fundo da "Belt and Road Initiative", espera-se que a dessalinização de membrana continue a abrir espaço na demanda de exportação de membranas de separação doméstica.
Por que as membranas cerâmicas se tornarão uma categoria de desenvolvimento fundamental na indústria de membranas da China
Materiais de membrana são amplamente utilizados na separação seletiva de líquidos e gases, e materiais de membrana inorgânicos têm vantagens de desempenho. Membranas são materiais com funções de separação seletiva. Quando há forças motrizes como diferença de pressão, diferença de concentração e diferença de potencial em ambos os lados da membrana, os componentes da matéria-prima passam seletivamente pela membrana para obter separação, classificação, concentração e purificação de diferentes componentes líquidos ou gasosos.
Em termos de materiais, os materiais de membrana são divididos em membranas orgânicas e membranas inorgânicas. As membranas inorgânicas têm excelentes propriedades, como alta precisão de separação, boa estabilidade química, resistência a ácidos e álcalis, resistência a altas temperaturas, resistência a solventes orgânicos e alta resistência mecânica. As membranas inorgânicas têm boa aplicabilidade na separação industrial de processos em ambientes severos, como sistemas de alta temperatura e reação a solventes, e em campos especiais de tratamento de água, como altamente corrosivos, de alta temperatura, alto teor de sal, oleosos e altos sólidos suspensos. Eles se tornaram uma variedade importante de materiais de membrana com grandes perspectivas de desenvolvimento. A extremidade da aplicação também foi continuamente estendida do tratamento de água tradicional para downstream de alto valor agregado, como semicondutores, alimentos, medicamentos e novas energias.
Vantagens das membranas cerâmicas
Em comparação com a tecnologia tradicional de filtragem e separação, as membranas cerâmicas têm excelente desempenho e são fáceis de operar e manter.
Fortes propriedades mecânicas: membranas cerâmicas inorgânicas têm alta resistência mecânica e podem suportar pressões acima de 3Mpa. Elas não se deformam sob condições de alta pressão, são resistentes à abrasão e desgaste em alta velocidade, fáceis de recolher e limpar, e têm qualidade de água estável após operação de longo prazo;
Alta estabilidade química: membranas cerâmicas são resistentes a ácidos e álcalis, oxidantes fortes, altas temperaturas, solventes orgânicos e limpeza. Elas podem ser usadas de forma estável em ambientes de trabalho abaixo de 800 graus e são adequadas para fluidos de alta temperatura e alta viscosidade;
Longa vida útil: O custo de investimento abrangente das membranas cerâmicas é baixo durante todo o ciclo de vida;
Alta precisão de filtragem: membranas cerâmicas podem atingir filtragem de nível nano e podem remover efetivamente poluentes como partículas, coloides, microrganismos e vestígios de matéria orgânica na água;
Alta eficiência de filtragem: A membrana cerâmica adota um design integrado em favo de mel de grande diâmetro, com distribuição hidráulica uniforme e alta eficiência operacional;
Alta hidrofilicidade: Um único componente de membrana cerâmica tem uma grande saída de água, reduzindo efetivamente os custos de investimento e operação;
Alta porosidade da camada de suporte: alto fluxo de filtração e retrolavagem, alta eficiência de filtração e retrolavagem;
Baixo custo operacional: O sistema de membrana cerâmica tem baixos requisitos de pré-tratamento, reduzindo o investimento total do sistema e os custos operacionais;
Forte desempenho antiincrustante: membranas cerâmicas inorgânicas têm bom desempenho antiincrustante, fluxo estável em operação de longo prazo e baixa frequência de limpeza;
Fácil instalação: o design modular padrão reduz o custo de investimento na tubulação do sistema;
Pode ser usado para grau alimentício: A membrana cerâmica tem forte desempenho de segurança e possui licença higiênica para produtos de segurança de água potável.
Comparação com membranas orgânicas
Em comparação com as membranas orgânicas, as membranas cerâmicas têm vantagens competitivas essenciais e espera-se que continuem a substituí-las.
Os materiais de membrana de separação incluem principalmente membranas orgânicas e membranas inorgânicas. Entre eles, os materiais comumente usados em membranas orgânicas incluem polipropileno, politetrafluoroetileno, fluoreto de polivinilideno, etc. As membranas orgânicas foram desenvolvidas e aplicadas anteriormente, e têm tamanhos de poros mais finos, maior precisão de filtragem e custos relativamente baixos. Atualmente, a permeabilidade é muito maior do que a das membranas cerâmicas inorgânicas.
No entanto, acreditamos que, na tendência futura, as membranas cerâmicas continuarão a substituir as membranas orgânicas tradicionais.
As membranas de polímero são propensas à corrosão, e o custo de substituição do material da membrana representa até 61%.
Em ambientes severos, a superfície dos materiais de membrana de polímero é facilmente corroída e contaminada por líquido e facilmente deformada por impacto, resultando em desempenho de separação reduzido e na necessidade de substituição frequente. De acordo com um estudo de 2023 da revista SPRINGER, o custo da substituição do material da membrana é responsável por até 61% do custo operacional das membranas orgânicas.
As membranas cerâmicas superam as deficiências das membranas orgânicas em termos de resistência a altas temperaturas, resistência a ácidos e álcalis, resistência a solventes orgânicos e resistência mecânica, e são adequadas para aplicações de separação por membrana em vários ambientes adversos ou condições complexas.
As membranas cerâmicas têm melhor estrutura, são fáceis de limpar durante a operação e têm atenuação de fluxo lenta
Os componentes de membrana cerâmica inorgânica são geralmente compostos de múltiplas ou múltiplas membranas de canal único ou multicanal de peça única. Comparadas com membranas de polímero orgânico, elas são menos propensas a causar entupimento da membrana. Portanto, as membranas cerâmicas podem atingir maiores taxas de concentração durante a purificação ou concentração. As membranas cerâmicas têm atenuação de fluxo lenta, são simples de limpar, têm alta eficiência e baixo custo, além de terem menos acúmulo nos componentes da membrana.
Adequado para ambientes de baixa temperatura no norte
O fluxo da membrana orgânica será significativamente reduzido em baixa temperatura. Para cada redução de 1 grau Celsius na temperatura, o fluxo diminuirá em 2/100. A membrana cerâmica tem excelente resistência a altas e baixas temperaturas e tem grandes perspectivas de penetração na região norte.
Redução de custos e pesquisa e desenvolvimento de tecnologia avançada
As principais restrições da membrana cerâmica continuam sendo removidas.
Barreiras de custo e processo são os principais fatores que atualmente limitam a penetração em larga escala de membranas cerâmicas.
Em termos de custo: De acordo com a pesquisa da SPRINGER, o preço de 40 componentes de membrana orgânica LHM/barra é de cerca de US$ 100/m2, enquanto o preço de 40-120 componentes de membrana cerâmica LHM/barra é de mais de US$ 200/m2. Embora o preço dos componentes de membrana cerâmica seja maior do que o das membranas orgânicas, o custo da limpeza e substituição da membrana no processo de operação posterior é relativamente baixo. Ao mesmo tempo, os principais fabricantes nacionais de membranas cerâmicas continuam a promover a redução de custos, e espera-se que o desempenho abrangente de custos das membranas cerâmicas continue a melhorar;
De uma perspectiva tecnológica: as cerâmicas em si são quebradiças e o processo de preparação é mais difícil do que o de membranas de alto peso molecular. Ao mesmo tempo, seu tamanho de poro estrutural também é difícil de controlar. Atualmente, a China atingiu capacidades de design e produção relativamente maduras, e as barreiras técnicas e de processo das membranas cerâmicas continuam a enfraquecer.
Tag: módulo de membrana cerâmica, fabricantes de módulos de membrana cerâmica da China, fornecedores, fábrica
