Quais são as aplicações das membranas cerâmicas de carboneto de silício

Membranas cerâmicas de carboneto de silíciotêm vantagens significativas nos campos de tratamento de água e separação industrial, e seus cenários de aplicação são amplos. O seguinte descreve sistematicamente suas características e aplicações técnicas em purificação de gases de combustão de alta temperatura, separação de óleo-água e separação de gás em combinação com os resultados mais recentes da pesquisa:

1. Purificação de gases de combustão de alta temperatura

As membranas cerâmicas de carboneto de silício tornaram-se materiais ideais para purificação de gás de alta temperatura devido à sua resistência à alta temperatura (até 800 ° C), resistência ao choque térmico e inércia química. Eles removem eficientemente matéria de partículas, como PM2.5, através da triagem dos poros e mecanismos de adsorção de superfície e têm sido amplamente utilizados no tratamento de gases de alta temperatura em indústrias químicas de carvão, polissilício e aço. Por exemplo, no processo ativado de dessulfurização de coque na indústria de coqueiros, as membranas de carboneto de silício não apenas atingem uma taxa de retenção de partículas de mais de 99%, mas também aumentam a área de superfície específica através da tecnologia de modificação dos poros, os catalisadores de carga para obter uma relevante de remoção de poeira, a revenção de poluentes, e a operação de notas, como a devolução, como a devolução, como a devolução, como a devolução, como a devolução, como a devolução de que a devolução e a devolução de nóxicos, e a devolução, como a devolução, o que é uma operação de relevante e devagar como o que devolve e devagará, como a devolução, o que é um relatório de reposição e operação de reposição e deviação de que a devolução e o que devora a operação e o que devora a revenção e o que devora o devagar.

2. Separação de óleo-água

As membranas de carboneto de silício têm um bom desempenho no tratamento de águas residuais oleosas. Suas vantagens principais são:

Alto fluxo: a tecnologia de regeneração dinâmica da membrana faz com que seu fluxo de água 3-4 vezes o das membranas de cerâmica tradicional. Por exemplo, ao tratar a água produzida em campo de petróleo, o fluxo pode atingir 306 L/(m² · h) (diferença de pressão transmembranar 0,5 bar), e a taxa de recuperação do fluxo após a lavagem excede 95%.

Forte hidrofilicidade: O ângulo de contato com a água é de apenas 0,3 °, e as gotículas de óleo (incluindo óleo emulsificado) são efetivamente interceptadas através da repulsão eletrostática, e a eficiência da separação de óleo atinge 93,3%.

Resistência à corrosão: pode suportar o ambiente de pH 0-14, adequado para tratamento de ácido residual forte/alcalino, como petroquímico, impressão e tingimento, e a vida da membrana é superior a 10 anos.

Os casos típicos mostram que quando o biorreator da membrana de carboneto de silício (MBR) é usado para o tratamento oleoso de águas residuais, a turbidez efluente é <1 NTU, a taxa de remoção de DQO é aumentada em 30% e o consumo de energia é reduzido em 40% em comparação com as membranas de polímero.

3. Separação de gás

Membranas de carboneto de silícioTenha características seletivas de aplicação no campo da separação de gás:

Recuperação de hidrogênio: As membranas da estrutura assimétrica atingem um coeficiente de separação H₂/CH₄ de mais de 50 através do efeito de peneiração molecular, que é adequado para extração de hidrogênio do gás traseiro nas refinarias, e o consumo de energia é reduzido em 60% em comparação com o processo tradicional de PSA.

Separação de gás-sólido: Os filtros de membrana de carboneto de silício de favo de mel podem simultaneamente processar fumaça de alta temperatura (<600 ℃) e gases ácidos (como SO₂), com uma eficiência de remoção de poeira> 99,9%e foram comercializados em usinas a carvão.

Limitações técnicas: Atualmente, o tamanho dos poros das densas membranas de carboneto de silício está principalmente concentrado no nível de microfiltração (40nm-10μm), e a eficiência de separação de pequenos gases moleculares, como co₂/n₂, é limitada. É necessário preparar uma camada de separação sub-nanômetro por CVD para expandir o aplicativo.

4. Tendências de desenvolvimento de tecnologia

A inovação na tecnologia de preparação é a direção principal:

Baixo custo: o método de empilhamento de partículas combinado com os auxílios de sinterização de baixa temperatura (como aluminossilicatos) pode reduzir a temperatura de sinterização de 1600 ° C a 1000 ° C, e a porosidade pode ser ajustada para 35%-42%, levando em consideração o desempenho e o custo.

Multifuncionalidade: A membrana é dotada de propriedades fofocatalíticas e antibacterianas através de enxerto de superfície (como revestimento de SiO₂) ou doping (como TiO₂) para obter degradação sinérgica de poluentes.

Em resumo, as membranas cerâmicas de carboneto de silício, com sua extrema adaptabilidade ambiental e design modular, estão impulsionando o tratamento de água e as tecnologias de separação industrial para alta eficiência e baixo carbono, e têm grande potencial no campo de processos de emissão zero e recuperação de recursos no futuro.

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