Con il rapido sviluppo dell'industria, l'inquinamento dell'acqua sta diventando sempre più grave e la tecnologia delle membrane ceramiche ad alta efficienza e risparmio energetico svolge un ruolo importante nel moderno trattamento delle acque. La membrana ceramica al carburo di silicio (SiC) presenta i vantaggi di una buona resistenza agli shock termici, resistenza alle alte temperature e alle alte pressioni, può mantenere una buona stabilità in condizioni difficili e una lunga durata, ecc. Anche la tecnologia di separazione della membrana ceramica al carburo di silicio (SiC) è considerata essere una delle nuove tecnologie di separazione a membrana più rapidamente sviluppate negli ultimi anni.
Applicazione nella purificazione dei gas di scarico ad alta temperatura
Il tubo a membrana in carburo di silicio presenta vantaggi unici nel campo del trattamento dei gas di combustione ad alta temperatura grazie ai suoi vantaggi di resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione e resistenza allo shock termico.
Per gli inquinanti particolati come PM2,5, il meccanismo di rimozione della polvere del tubo a membrana SiC è setaccio, ritenzione, adsorbimento e così via.
Inoltre, il tubo a membrana in carburo di silicio per la rimozione della polvere ad alta temperatura ha raggiunto applicazioni su larga scala, come l'industria chimica del carbone, il polisilicio e l'acciaio e altri settori, come il tubo a membrana SiC ad alte prestazioni è stato un'applicazione industriale nel letto mobile dell'industria della cokeria desolforazione attiva del coke.
Inoltre, il catalizzatore può anche essere caricato su di esso per realizzare l'integrazione della rimozione della polvere e della catalisi, che ha buone prospettive di applicazione. Ad esempio, l'area superficiale specifica può essere migliorata mediante la strategia di modifica dei pori per migliorare l'efficienza di caricamento del catalizzatore.
Diagramma schematico della membrana catalitica SiC TiO2 Pt
Applicazione nella separazione olio-acqua
Rispetto ad altri tubi a membrana in ossido ceramico , i tubi a membrana in carburo di silicio presentano una maggiore idrofilia e maggiori vantaggi nella separazione olio-acqua. Questo perché la membrana idrofila in carburo di silicio ha un maggiore effetto repulsivo elettrostatico sull'olio, quindi ha un flusso d'acqua più elevato e migliori prestazioni antinquinamento.
Ad esempio, il bioreattore a membrana (MBR) è una nuova tecnologia di trattamento dell'acqua abbinata a un'unità di separazione a membrana e a un'unità di trattamento biologico. Il bioreattore a membrana in carburo di silicio ha mostrato buoni effetti anche nel trattamento delle acque reflue oleose.
Rispetto alla membrana piatta polimerica, il flusso della membrana in carburo di silicio è aumentato di oltre il 50%, il che può ridurre efficacemente la richiesta chimica di ossigeno e la torbidità nell'acqua. La membrana in carburo di silicio mostra una buona prospettiva applicativa nel trattamento delle acque reflue oleose.
Applicazione nella separazione dei gas
Il tubo a membrana in carburo di silicio è ampiamente utilizzato nei campi di separazione del gas come il recupero dell'idrogeno, il recupero dell'azoto, il trattamento dei gas acidi, la cattura dei gas serra, la reazione del gas d'acqua, ecc., senza introdurre il processo di cambiamento di fase, ha il vantaggio di un basso consumo energetico. Lo strato di separazione del tubo a membrana asimmetrica in carburo di silicio scherma il gas sotto l'azione di repulsione molecolare, rispetto ai gas molecolari piccoli, la diffusione di gas molecolari grandi è ostacolata, in modo da ottenere una separazione selettiva, quindi può essere utilizzato per la separazione di He/Ar, H2/N2, H2/CH4, H2/CO2 e altri gas.
Il tubo a membrana in carburo di silicio è più attraente per la separazione dell'idrogeno. Rispetto alla purificazione del gas ad alta temperatura e alla separazione olio-acqua, l'applicazione del tubo a membrana SiC nella separazione del gas è inferiore, principalmente perché la membrana in carburo di silicio formata ha una struttura densa ed è adatta solo per la separazione di gas di piccole molecole ed è limitata.
In combinazione con i costi e altri fattori, è necessario migliorare la competitività del tubo a membrana in carburo di silicio rispetto ad altre membrane per la separazione del gas.
