陶瓷膜又名无机陶瓷膜,因为是以无机陶瓷材料制成所以得名。主要以不同规格的氧化铝、氧化锆、氧化钛和氧化硅等无机陶瓷材料作为支撑体,经表面涂膜与高温烧制而成一种固体膜。陶瓷膜的孔径多为为0.8nm~1μm不等,具有三层结构为“多孔支撑层、过渡层及分离层”不对称分布着,都是为了更好地进行过滤分离而产生。
陶瓷膜如何工作的?
陶瓷膜的工作是让原料液在膜管内高速流动,经过压力驱动使得含小分子组分的澄清渗透液沿着垂直方向透过膜,与此同时含大分子组分的混浊浓缩液会被膜截留,从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。三层结构是为了增加膜的机械强度,防止膜层制备过程中颗粒向多孔支撑层的渗透使得分离功能加强。
以滤布为过滤介质的各类过滤技术,一方面由于过滤介质的制约,对超细颗粒过滤的截留性能差,产品流失严重,另一方面它是靠滤饼层颗粒的架桥作用来实现颗粒的截留,如果颗粒越小,形成的滤饼层就越致密,随着滤饼层的不断增厚,过滤阻力大,过滤速度越来越小,滤饼的洗涤也十分困难,洗涤效果差,操作劳动强度大。离心分离难以实现大型化,一般的工业离心机只能分离粒径在微米级的颗粒,而且离心洗涤操作复杂,劳动强度大,效率低。水力旋留器也是依靠离心力的作用,使固体颗粒进行分离,但是主要用于液相湿法分级,而且其分离的临界粒径一般在10微米以上。
工业废水普遍具有酸碱性、含有有机溶剂等特殊性,传统有机膜通常难以适应这样苛刻复杂的条件;而陶瓷膜因其材料的优势特点完在这些恶劣环境下长期稳定运行。例如油田采出水、石化工厂生产的废水、金属表面清洗废水及乳化液废水等含油废水,这些含油废水常规方法难以处理,需要利用陶瓷膜的亲水疏油性来有效去除工业废水中的油分。氧化铝陶瓷膜在处理乳化油废水上的除油率可以达到99%以上,若再加上微滤/纳滤两种处理工艺更可将除油率提升至99.5%以上,性显著。
已内酰胺是合成纤维和工程塑料的重要原料。环已酮肟则是生产已内酰胺的中间体,高达90%的已内酰胺产品都是由它重排制得。目前工业上生产环已酮肟的工艺都存在中间步骤多、工艺复杂、副产品和三废多等缺点,因此对现有工艺进行改进具有重要意义。其中由钛硅-1分子筛(TS-1)催化环已酮氨肟化制环已酮肟的新工艺引业内人士关注。这项工艺具有反应条件温和、选择性高、副产物少、能耗低、污染小的特点,已进入工业化应用阶段。但是在以钛硅-1分子筛(TS-1)为催化剂生产环已酮肟的过程中会因为催化剂颗粒小,催化剂随着产品流失的现象严重。将陶瓷膜过滤过程与环已酮肟化反应过程耦合,通过陶瓷膜来截留钛硅分子筛催化剂,组成新型的膜催化集成新工艺,不仅可以有效地解决催化剂的循环利用问题,还可以缩短工艺流程,提高过程的连续性。
煤焦油是煤在暗流和气化过程中获得的重要液体产品,包含的一些组分很难从其它原料中获取,所以煤焦油在化工原料领域中占有重要地位。但是直接提取的煤焦油含有大量有毒化合物,而作为粗燃料直接使用时产生的有毒气体会造成严重污染,因此预处理工艺在煤焦油加工过程中是不可或缺的。陶瓷膜超滤技术具有耐酸耐碱性能强、机械强度高、孔径分布均匀、耐温性好、使用寿命长等优势特点,在过滤净化煤焦油时采用无机陶瓷膜能够很好地对煤焦油中的杂质进行分离,重金属、灰分、水分去除率可达90%,对盐和氯等杂质同样具有良好的去除效果,盐的去除率达到83.59%,氯的去除率达到65.82%,煤焦油的品质能够得到大幅度提升。
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更新时间:2023-08-12 09:46:36