陶瓷膜用于气固分离的研究现状和前景
陶瓷膜行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告
陶瓷膜行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告Market Analysis and Future Development Trends of the Ceramic Film Industry in the Next Three to Five YearsThe ceramic film industry has witnessed significant growth in recent years, driven by the increasing demand forhigh-quality surface protection and aesthetics in various sectors such as automotive, electronics, and construction. This article aims to provide a comprehensive analysis of the current market scenario and potential future trends in the ceramic film industry over the next three to five years.Current Market Analysis:The global ceramic film market is experiencing steady growth, primarily due to the rising awareness about the benefits of ceramic films such as heat resistance, UV protection, and scratch resistance. The automotive sector has been a major contributor to the market, with ceramic films being widely used for car window tinting, paint protection, and interior surface enhancement. Additionally, the electronicsindustry has also shown a growing interest in ceramic films for protecting electronic devices from scratches and improving their visual appeal.In terms of regional analysis, Asia Pacific holds a significant share in the ceramic film market, attributed to the presence of major automotive and electronics manufacturing hubs in countries like China, Japan, and South Korea. North America and Europe also account for a considerable portion of the market, driven by the high adoption of advanced technologies and the increasing focus on sustainability.Future Development Trends:Looking ahead, the ceramic film industry is poised for continued growth and innovation over the next three to five years. Several key trends are expected to shape the industry's future trajectory:1. Technological Advancements: The industry is likely to witness a surge in technological advancements, leading to the development of more advanced ceramic films with enhanced properties such as self-healing capabilities, anti-glarefeatures, and improved durability.2. Sustainable Solutions: With a growing emphasis on environmental sustainability, there will be an increased focus on eco-friendly ceramic film manufacturing processes and the use of recyclable materials, aligning with the global push for green technologies.3. Diversification of Applications: Beyond automotive and electronics, the usage of ceramic films is anticipated to expand into new sectors such as architecture, marine, and aerospace, driven by the need for high-performance surface protection solutions.4. Market Expansion in Emerging Economies: Emerging economies in regions like Latin America, the Middle East, and Africa are expected to present lucrative opportunities for market expansion, owing to rapid industrialization and urbanization.5. Customization and Personalization: The demand for customized ceramic film solutions tailored to specificcustomer requirements is likely to grow, leading to the development of personalized surface protection and decorative options.In conclusion, the ceramic film industry is set to witness robust growth and transformative changes over the next three to five years, driven by technological advancements, sustainability initiatives, and diversification of applications. Industry players need to adapt to these evolving trends and capitalize on the opportunities to stay competitive in the dynamic market landscape.-陶瓷膜行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告陶瓷膜行业近年来见证了显著的增长，受到汽车、电子和建筑等各个领域对高品质表面保护和美观性需求的推动。
2024年陶瓷膜过滤器市场前景分析
2024年陶瓷膜过滤器市场前景分析引言陶瓷膜过滤器是一种使用陶瓷材料制成的过滤器，广泛应用于液体和气体的过滤、分离和纯化领域。
该技术具有高温耐受性、抗腐蚀性和高效过滤等特点，因此在许多行业中得到了广泛应用。
本文将对陶瓷膜过滤器市场的前景进行深入分析。
1. 市场概述陶瓷膜过滤器市场目前呈现出快速增长的趋势。
随着工业化和城市化的不断发展，水污染和空气污染问题日益严重，这促使了陶瓷膜过滤器的需求增加。
此外，陶瓷膜过滤器在化工、环境保护、食品与饮料等行业中的广泛应用也推动了市场的发展。
2. 市场驱动因素2.1. 水污染治理需求随着工业化程度的提高，水污染问题日益突出。
陶瓷膜过滤器具有高效过滤和分离的能力，能够有效去除水中的有害物质和微生物，因此在水污染治理中具有重要作用，推动了市场需求增长。
2.2. 环境保护政策支持各国政府对环境保护的重视程度不断提升，加强了对污染物排放的管控。
陶瓷膜过滤器作为一种环保型产品，能够有效净化废水和废气，符合环保政策的要求，因此得到了政府的支持和鼓励。
2.3. 食品与饮料行业需求增加随着人们对食品和饮料质量的要求提高，对于产品中微生物和有害物质的去除要求也越来越高。
陶瓷膜过滤器作为一种高效过滤和分离的工艺，能够满足食品与饮料行业的需求，因此市场需求逐渐增加。
3. 市场挑战和机遇3.1. 技术挑战陶瓷膜过滤器的制造技术相对复杂，需要掌握先进的陶瓷工艺和膜材料制备技术。
此外，陶瓷膜过滤器在实际应用过程中，还面临着膜污染和膜疏水性等技术问题的挑战。
3.2. 市场竞争加剧随着市场需求的增加，陶瓷膜过滤器市场竞争也日益激烈。
目前，市场上存在着多个陶瓷膜过滤器供应商，产品性能和价格差异较大。
因此，陶瓷膜过滤器企业需要不断提升产品质量和技术水平，以保持良好的市场地位。
3.3. 市场机遇随着技术的不断进步，陶瓷膜过滤器的成本不断降低，性能不断改善，进一步扩大了市场的规模。
此外，陶瓷膜过滤器在新兴领域如生物医药和电子材料等也存在广阔的市场机遇。
2023年陶瓷膜设备行业市场分析现状
2023年陶瓷膜设备行业市场分析现状陶瓷膜设备行业是指以陶瓷材料为基础，通过物理或化学方法制备陶瓷膜的设备。
陶瓷膜具有良好的热稳定性、机械强度和化学稳定性，被广泛应用于分离、过滤、催化、传感等领域。
目前，陶瓷膜设备行业市场呈现以下几个特点：1. 市场规模不断扩大：随着工业化进程的加速和环境保护意识的提高，陶瓷膜在水处理、空气净化、固体废物处理等领域的应用需求不断增加，市场规模不断扩大。
2. 技术不断创新：陶瓷膜设备行业是一个高技术含量的行业，企业在研发方面加大投入，不断提升产品的性能和品质，推动了行业的不断发展。
3. 行业竞争激烈：由于市场潜力巨大，吸引了众多企业进入该行业，导致市场竞争激烈。
企业需要通过不断创新和提升自身竞争力，才能在市场中立于不败之地。
4. 市场细分明显：陶瓷膜设备市场根据应用领域的不同，可以分为水处理、化工、生物医药等多个细分市场。
各个细分市场的需求特点和技术要求不同，企业需要根据市场需求来制定不同的发展战略。
5. 国内外市场并重：陶瓷膜设备行业在国内市场和国际市场都有较大的发展机会。
国内市场需求巨大，但竞争激烈；国际市场对高性能、高品质的陶瓷膜设备需求量也在不断增加。
未来，陶瓷膜设备行业面临着以下几个发展机遇和挑战：1. 环保需求的增加：随着环保政策的不断加强，对水处理、空气净化等领域的需求将持续增加，这将为陶瓷膜设备行业带来更多的市场机会。
2. 技术创新的重要性：陶瓷膜设备行业的竞争主要体现在技术创新上，企业需要加大研发投入，不断提升产品的性能和品质，满足市场的需求。
3. 市场细分的挑战：随着市场的细分化程度加深，企业需要根据市场需求来制定不同的发展战略，同时要面对越来越激烈的市场竞争。
4. 国际市场的开拓：陶瓷膜设备行业的国际市场需求量大，但竞争也很激烈。
企业需要提升产品的品质和服务水平，开拓国际市场，提升自身的竞争力。
总体来说，陶瓷膜设备行业市场潜力巨大，但同时也面临着激烈的竞争和技术创新的挑战。
陶瓷膜分离技术的研究进展
陶瓷膜分离技术的研究进展摘要：化工生产过程中所需的液固、气固及多组分分离已成为化工生产中的重要技术。
无机陶瓷膜具有耐腐蚀、耐高温、机械强度好等一系列优势，被广泛应用于各种化工分离技术中。
陶瓷膜的应用主要涉及两个方面，即气固或液固分离及气体的分离净化。
涉及到的领域包括化学工业、食品工业、生物工程以及医药工业等。
综述陶瓷膜分离技术中的原理、膜系统的设计及应用。
关键词：分离陶瓷膜膜系统应用一、陶瓷膜研究进程膜与膜过程是20 世纪60 年代开始快速发展起来的高新技术领域, 世界各国都高度重视, 将其放在科技创新和国民经济发展的重要地位。
专家们早就预言膜技术的发展将带来第三次工业革命, 半个世纪来正一步步变为现实.以陶瓷膜为核心的无机膜分离技术虽然在20世纪40 年代就用于铀的同位素分离, 但80 年代初才开始转而民用于液体分离技术, 加之其高分子膜无法比拟的力学上、化学上、热学上的稳定性以及清洗、消毒、再生处理上的独特优点, 作为一个新型分支迅速发展起来, 因而被称为分离膜材料中的新秀。
1980 年代初, 法国陶瓷技术协会陶瓷膜研究部( SCT ) 陶瓷分离膜品牌产品MEMBRALOX进入工业市场, 并确立了其技术上和产业界中的领导地位, 无机膜的技术应用很快拓展至整个食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金工业等领域, 成为苛刻条件下精密过滤分离的重要新技术。
就在这一时期, 德国Schumacher 公司用于高温气- 固分离的陶瓷膜过滤技术也广泛地进入化工与新能源市场, 例如煤制气合成氨成套设备中的除尘装置,煤集成气化联合循环发电( IGCC) 系统中的除尘设备等。
陶瓷膜工业应用的部分成功极大的促进了无机膜材料和新膜过程的研究。
80 年代未, 在陶瓷膜技术的发祥地法国, 举行了首届国际无机膜学术会议( ICIM- 1, 1989 年7 月3~ 6 日, 蒙彼利尔) 标志着这一技术领域已经基本形成。
陶瓷膜成套装备与工程应用技术的研究
内容摘要
多孔碳化硅陶瓷膜具有高强度、高耐腐蚀性、高热稳定性和良好的化学稳定 性，使其在许多工业领域中具有广泛的应用。近年来，随着制备技术的进步，多 孔碳化硅陶瓷膜的制备成本逐渐降低，使得其工业化应用的可能性增大。
内容摘要
在海水淡化领域，多孔碳化硅陶瓷膜具有优良的耐盐性和耐氯性，可以有效 地去除海水中的盐分和有害物质。与传统的蒸馏和反渗透技术相比，多孔碳化硅 陶瓷膜分离技术具有更高的能量效率和更低的成本。此外，在饮用水处理和废水 处理领域，多孔碳化硅陶瓷膜也展示出了其独特的优势。
内容摘要
总的来说，多孔碳化硅陶瓷膜分离技术在许多领域的应用前景广阔。随着制 备技术的进步和研究的深入，我们有理由相信，碳化硅陶瓷膜的工业化应用将会 在不远的将来得以实现。
参考内容二
内容摘要
随着科学技术的不断进步，综采自动化智能化无人化成套技术与装备已成为 采矿行业的热门话题。这种先进的技术与装备可以有效提高采矿效率，降低成本， 增强生产安全性，具有良好的应用前景。本次演示将围绕综采自动化智能化无人 化成套技术与装备展开讨论，分析其发展现状及未来趋势。
研究展望
总之，陶瓷膜成套装备与工程应用技术作为一种先进的分离技术，在未来仍 具有广阔的发展前景。需要不断加强研究工作，推动这一技术的持续发展和进步。
参考内容
内容摘要
多孔碳化硅陶瓷膜是一种具有优异性能的新型分离材料，其广阔的应用前景 引起了科学研究者们的极大兴趣。本次演示主要探讨了多孔碳化硅陶瓷膜分离技 术的最新应用进展，同时也分析了该技术的发展趋势和未来挑战。
研究展望
研究展望
随着陶瓷膜成套装备与工程应用技术的不断发展，未来可能的研究方向和发 展趋势也将逐渐明晰。
研究展望
首先，新型陶瓷膜材料的研发将成为一个重要方向。目前，陶瓷膜材料主要 分为氧化铝、氧化锆和硅酸盐等几大类。然而，这些材料在某些方面仍存在不足， 如脆性大、制备成本高等。因此，研究新型的、具有更好性能的陶瓷膜材料将具 有重要意义。
2024年陶瓷膜市场策略
2024年陶瓷膜市场策略1. 引言陶瓷膜是一种高性能、高稳定性的薄膜材料，广泛应用于水处理、气体分离、电子器件等领域。
随着环境保护意识的增强和工业发展的推动，陶瓷膜市场呈现出快速增长的趋势。
本文将介绍陶瓷膜市场的竞争状况和发展趋势，并提出适合企业的市场策略。
2. 市场竞争状况目前，陶瓷膜市场存在着激烈的竞争。
主要竞争对手包括国内外的陶瓷膜制造商及其分销商。
这些竞争对手在产品品质、技术创新、价格竞争等方面都形成了一定的优势。
3. 市场发展趋势陶瓷膜市场的发展趋势主要表现在以下几个方面：3.1 环境保护需求增加随着环境法规的收紧，水处理、气体分离等领域对高效的陶瓷膜需求增加。
陶瓷膜具有优异的过滤性能，能够高效去除污染物，满足环境保护需求。
3.2 新兴应用领域开拓陶瓷膜在电子器件、医疗器械等领域的应用也逐渐增多。
这些新兴应用领域的开拓将进一步推动陶瓷膜市场的发展。
3.3 技术创新驱动市场发展陶瓷膜制造技术的不断创新将推动整个市场的发展。
现代陶瓷膜制造技术已经实现了高纯度、高强度的产品生产，同时还与其他领域的材料技术进行融合，提高了陶瓷膜的性能和应用范围。
4. 市场策略4.1 品牌建设和营销推广企业需加强品牌建设，提升品牌知名度和美誉度。
通过加大宣传力度、参加行业展会、与权威机构合作等方式进行营销推广，扩大市场份额。
4.2 技术创新和产品研发持续加大技术创新和产品研发投入，提高产品品质和性能，满足市场需求。
同时，关注新兴应用领域的发展趋势，开发适合的陶瓷膜产品。
4.3 与供应链伙伴合作与供应链伙伴建立长期稳定的合作关系，共同推动市场发展。
通过供应链协同管理，提高产品的交付能力和市场竞争力。
4.4 开拓国际市场积极拓展国际市场，寻找新的合作伙伴。
通过参加国际展会、与海外经销商合作等方式，提升企业在国际市场的知名度和影响力。
5. 结论陶瓷膜市场虽然竞争激烈，但仍然具有广阔的发展前景。
企业应制定适合自身发展的市场策略，加强品牌建设、技术创新和与供应链伙伴的合作，开拓国内外市场，实现可持续发展。
无机陶瓷膜研究报告概述
无机陶瓷膜研究报告概述无机陶瓷膜研究报告概述【1】引言无机陶瓷膜作为一种重要的材料，在多个领域中都发挥着重要作用。
它具有优异的化学稳定性、热稳定性和机械强度，因此在过滤、分离、催化等方面有着广泛的应用。
本篇文章旨在对无机陶瓷膜的研究进行概述，探讨其应用、制备方法、性能以及未来的发展方向。
【2】无机陶瓷膜的应用领域无机陶瓷膜由于其优异的特性，在多个领域中得到了广泛应用。
其中最常见的应用领域包括水处理、气体分离、催化剂载体等。
无机陶瓷膜在水处理方面，可以通过微孔结构和表面电荷的调控，实现对溶解物、重金属离子等的高效去除。
在气体分离方面，无机陶瓷膜可以通过表面吸附、分子筛效应等实现对不同大小分子的分离，被广泛应用于气体分离纯化、制氢等领域。
无机陶瓷膜还可以作为催化剂载体，提高催化反应的效率和选择性。
【3】无机陶瓷膜的制备方法无机陶瓷膜的制备方法多种多样，常见的包括溶胶-凝胶法、热浸渍法、燃烧法等。
其中，溶胶-凝胶法是最常用的制备方法之一。
该方法通过溶胶的形成和凝胶的形成，实现陶瓷膜的制备。
溶胶-凝胶法制备的陶瓷膜具有孔径可调、薄膜均匀等优点。
热浸渍法是一种将液体铸体浸渍到某种阻孔材料上，经过干燥和烧结后得到陶瓷膜的方法。
燃烧法则是使用溶胶-凝胶法或热浸渍法得到的陶瓷材料，在高温下进行燃烧反应，形成陶瓷膜。
【4】无机陶瓷膜的性能无机陶瓷膜具有多种优异的性能，这些性能直接影响着其在各个领域中的应用效果。
无机陶瓷膜具有良好的化学稳定性，可以耐受酸碱等极端条件，适用于各类环境中的应用。
无机陶瓷膜具有优异的热稳定性，能够承受高温下的应力和压力。
无机陶瓷膜还具有优异的选择性，可以实现对不同组分的选择性吸附、分离。
无机陶瓷膜具有高机械强度和抗冲刷性，能够保持长期稳定的性能。
【5】未来的发展方向随着科技的不断进步，无机陶瓷膜在应用和性能方面仍有很大的发展空间。
可以进一步提高无机陶瓷膜的性能，如增强其抗腐蚀性能、提高气体分离效果等。
陶瓷膜---一种前景广阔的新材料
陶瓷膜---一种前景广阔的新材料【摘要】陶瓷膜是一种具有前景广阔的新材料，具有许多独特的特点。
本文首先介绍了陶瓷膜的定义和特点，包括其高温稳定性、化学稳定性和机械强度等特点。
然后详细描述了陶瓷膜的制备方法，涵盖了溶胶-凝胶法、脉冲激光沉积、喷雾热解等多种方法。
接着探讨了陶瓷膜在电子行业、生物医学领域和能源领域的广泛应用，包括其在电子器件、生物传感器和能量转换器件中的应用。
结合当前发展趋势，展望了陶瓷膜的未来发展前景和市场潜力，总结了其重要性和价值。
陶瓷膜作为新材料，具有巨大的应用潜力，将在未来取得更多的突破和发展。
【关键词】陶瓷膜、新材料、定义、特点、制备方法、电子行业、生物医学、能源领域、发展前景、市场潜力、重要性、价值。
1. 引言1.1 陶瓷膜---一种前景广阔的新材料随着对新材料需求的不断增长，陶瓷膜的制备方法也在不断创新和完善。
通过不同的制备方法，可以得到具有不同性能和应用特点的陶瓷膜，从而满足不同领域的需求。
在电子行业、生物医学领域和能源领域，陶瓷膜都有着广泛的应用前景，为这些领域的发展提供了新的可能性。
未来，随着对新材料研究的深入和技术的不断提升，陶瓷膜将会在更多领域展现其重要性和价值，成为推动科技进步和创新的重要力量。
2. 正文2.1 陶瓷膜的定义和特点陶瓷膜是一种新型材料，具有许多独特的特点。
陶瓷膜具有非常高的硬度和耐磨性，能够抵抗外部环境的侵蚀和摩擦，具有很强的耐用性。
陶瓷膜具有良好的化学稳定性，不易受到化学品的影响，能够在恶劣的环境下使用。
陶瓷膜还具有优异的导热性和绝缘性能，能够有效地传导热量和电压，适合用于各种高温和高压环境下。
陶瓷膜还具有多样化的颜色和纹路选择，能够满足不同用户的个性化需求。
其制备工艺也比较灵活，可以通过溶胶-凝胶法、物理蒸发法、离子注入法等多种方法来制备不同种类和形状的陶瓷膜。
陶瓷膜的材料来源也比较广泛，可以使用氧化铝、氮化硅、氧化锆等多种材料来制备。
陶瓷膜的定义和特点包括高硬度、耐磨性、化学稳定性、导热性、绝缘性能、个性化选择、制备灵活等方面。
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( 1. 中国科学技术大学 固体化学与无机膜研究所, 合肥 230026; 2. 合肥煤炭科学研究所, 合肥 230001; 3. 合肥长城新元膜科技有限责任公司, 合肥 230601) 摘 要: 简要介绍陶瓷膜除尘分离的原理和应用技术的现状 , 并展望其应用和发展前景. 陶瓷
[ 4, 20]
4
陶瓷膜在气固分离方面的应用前景
基于多孔陶瓷膜的过滤性能 , 可开发多种形式
的过滤装置, 有如下方面的应用: 1) 燃煤电厂陶瓷膜过滤器除尘装置. 这被认为 是一种最为可信的除尘技术. 目前燃煤电厂采用的 静电除尘器, 设备投资大 , 能耗高 , 除尘的效果仍达 不到陶瓷膜的水平 [ 27] . 2) 冶金行业的陶瓷膜过滤器收尘装置 . 有色金 属冶炼中 , 精矿和浸出渣的干燥广泛采用回转干燥 窑. 干燥窑产生大量的烟尘 , 含有金属微粒, 对环境 造成污染 . 烟气温度与其露点温度( 45~ 65 ∀ ) 很接 近, 易造成烟气的结露. 另外, 干燥窑烟尘具有一定 的吸湿性 . 由于干燥窑烟气的特殊性, 给烟气的收尘 带来一定的问题和困难 [ 29, 30] . 用陶瓷膜过滤器进行 高温收尘 , 则可很好地解决上述问题. 3) 煤的洁净燃烧新工艺 % % % 集成 气化联合循 环发电( IGCC) 路线, 是世界各国都在投资发展的新 型高效发电技术, 21 世纪将实用化. 在煤气化反应 塔和脱硫装置之后进行高温气体粉尘滤除, 利用陶 瓷膜过滤器是最佳技术 . 4) 工业气体净化 , 特别是高温烟气和化工行业 气体 , 包括工业流程中原料气中固体粒子的脱除与 净化 , 尾气中固体颗粒的脱除等, 直接关系到下游设 备的运行寿命和运行安全, 而这些工业炉窑烟气中 的飘尘( 小于 10 m 的颗粒 ) , 会危及人体健康 . 对 于上述处理要求, 普通除尘器很难达到 , 但对于无机 陶瓷膜过滤器则正是其优势所在 . 5) 回收有用的粉体, 特别是高附加值粉尘的回 收. 例如在石油化工厂流化床设备中回收催化剂 , 在 气流输送与喷雾干燥过程中收集粉料 , 纳米材料生 产和其它超细粉体生产中粉体的回收等. 6) 随 着环保要 求的提高 , 为了 保护人类 的健 康, 像垃圾焚烧 , 特别是放射性、 传染性等有害废物 的烧缩过程, 例如与 SARS 有关的医用和其他垃圾 的焚烧, 为防止有害粉尘污染大气 , 利用高效能的陶 瓷膜过滤器是一种切实可行的方法.
收稿日期 : 2003- 08- 12; 修改稿 收到日期 : 2004- 04- 09 基金项目 : 国家重点基础研究发展规划 973 项目 ( 2003CB615700) ; 安徽省科学基金资助项目 作者简介 : 任祥军 ( 1968- ) , 男 , 山东省蒙阴县人 , 高级工程师 , 从事无机陶瓷膜材料 及其应用研究 . * 通讯联系人 图 1 陶瓷过滤器与其它过滤器的 性能比较 Fig. 1 Hot g as particle collector performance
[ 18]
图 2 中间试验性工厂过滤单元 示意图 F ig. 2 Schemat ic filter unit of t he pilot plant
实验表明 , 反冲脱灰后气体压强可以恢复到 原来的水平, 而且长期使用其膜压降的周期性无明 显变化, 说明膜孔径无显著污染堵塞现象. 国外大量专利报道了很多各式各样的陶瓷膜过 滤器 [ 21- 25] , 如英国专利[ 21] 描述了一种蜂窝状陶瓷 膜过滤器 ; 美国专利 [ 25] 陈述了一种高温、 高压气体 的烛式陶瓷过滤器 . 但后者, 在结构上不同于上述陶 瓷膜除尘器. 它是由氧化物丝缠绕的多孔支撑体和 一层薄膜层构成. 该氧化物丝上至少涂覆一层多孔 氧化物陶瓷膜 , 该薄膜层可以在多孔陶瓷体的外表 面和 / 或内表面. 这种过滤器可以承受反脉冲清洗的 热循环和抵抗高温化学衰变, 可以应用于煤炭气化
[ 26] 3
,一
直在成功地运行 , 因而他们认为这是一种最为可信 的除尘技术. 美国陶瓷膜 ( Ceramem) 公司报道了他 们研制的多孔陶 瓷膜过滤器 , 其面积 / 体积比达到 500 m 3 / m 2 ( 布袋除尘器仅为 33 m 3 / m 2 ) , 可直接安 装在烟道气中滤去 99% 的烟尘[ 27] . 美国能源部的 一份报告中提到 , 陶瓷膜管可用于脱除排放气中大 于 100 nm 的细颗粒, 而在英国, 早已将这种陶瓷膜 管在不同的化工和腐蚀条件下进行了运用. 据报道 , 英国山星金属有限责任公司已成功用类似装置从排 放物中回收高纯铝箔颗粒[ 19] . 在煤炭气化工艺中 , 陶瓷膜用于热气体净化已经是较成熟的工艺 , 如荷 兰 Buggenum 的 Shell 煤炭气化工艺从 1993 年起开 始使用德国 Schmacher 提供的烛式陶瓷过滤器 . 该 过滤 单元 装置 ( HGF864/ 1500) 高 17 m, 直 径 4. 2 m, 包括 864 根烛式过滤膜管 , 分为 18 组 , 每组 48 根构成一个组件. 气体处理流量约为 400 000 m / h ( 标准 ) , 最大承压 4 M Pa, 操作温度 400 ∀
2
陶瓷膜用于气固分离的基本原理和 模式
目前 , 无机陶瓷膜已在水处理、 食品加工、 医药、
! 66 !
膜
科
13]
学
与
技
术
第 25 卷
石油化工和生物技术等方面得到广泛利用[ 7-
,但
在煤炭气化、 废物焚烧、 废物热解、 再生黑色金属熔 化、 贵金属回收、 热土壤重整、 流化床金属净化、 锅炉 装置、 化工制造和玻璃 熔化等多个领域得到应 用[ 19] . 但在我国 , 陶瓷膜在气固分离方面的研究和 应用还处于初级阶段, 尚未有应用方面的报道. 目前 , 用于气固分离的陶瓷膜过滤器, 根据膜材 形状和排列方式的不同 , 分为挂烛式、 列管式、 蜂窝 状和板式等类型, 以挂烛式和列管式为主. 陶瓷膜过 滤组件由众多的陶瓷单管成管束状组装起来, 膜层 可在单根陶瓷管的外表面, 也可以在其内表面. 图 2 所示是一种挂烛式 ( 下端密封 ) 的陶瓷膜过 滤装置设计 [ 20] , 是典型的终端过滤模式. 含粉体或 灰尘的高温气体由烛式膜管的外侧进入, 气体通过 膜体渗透 , 固体粒子被滤除在膜管外侧表面 , 随着灰 尘的沉积加厚形成滤饼, 进气侧和出气侧之间的压 强降逐渐增大 , 气通量减小, 当滤饼积累到一定程度 后, 进行脉冲式气体反冲清灰 .
第 25 卷 第 2 期 2005 年 4 月
膜 科 学 与 技 术 M EM BRAN E SCI EN CE AN D T ECHNOL OGY
Vol. 25 No. 2 Apr. 2005
文章编号 : 1007- 8924( 2005) 02- 0065- 04
陶瓷膜用于气固分离的研究现状和前景
膜高温气体净化器和收尘、 除尘技术及设备前途广阔, 特别是在国内, 是值得大力发展的一种 高新技术 . 关键词: 多孔陶瓷膜; 气 - 固分离 ; 收尘; 除尘 ; 纳米粉体 中图分类号: T Q028. 2 文献标识码 : A 器( High Eff iciency ESP) 等分离技术皆不能达到美 国新资源利用的标准( NSPS) , 唯有多孔陶瓷膜过滤 器除尘效率可以超过这一标准[ 5] . 陶瓷膜除尘器分 离效率高 , 除尘率一般可以超过 99. 5% , 有的报道 甚至可以达到 99. 999 5% 的程 度[ 6] , 是其他除 尘、 收尘设备无法比拟的.
.
通常 , 气体 中大于 10 m 的固 体颗粒 较易除 去, 小于 10 m 的固体颗粒的去除是很困难的 . 特 别是随着高科技的发展, 高效、 深度除尘的需求不断 涌现 , 开发新的高效气固分离技术及相应的除尘、 收 尘设备是当务之急. 随着先进的多孔陶瓷膜的出现 为解决上述气- 固分离难题提供了一种切实可行的 新兴技术路线. 陶瓷膜具有耐高温、 耐腐蚀、 耐清洗、 机械强度大、 结构稳定不变形、 寿命长等突出优点 , 因而是被广泛接受和称誉的热粒子过滤材料的最佳 选择[ 4] . 对于陶瓷膜过滤器, 因其运行费用较低 , 不 会产生二次污染 , 且耐高温, 寿命长, 是各种废气处 理最适宜和最有前途的方法. 如图 1 所示, 实验测试 表明, 旋风除尘器 ( Cyclone) 、 湿式除尘器 ( Scrubber) 、 袋式过滤器 ( Fabric Filter) 和均匀高效的静电除尘
无机陶瓷膜在气固分离方面的应用还是近一二十年 的事 情 , 其 主 要 应 用 在 烟 气 除 尘 和 粉 体 回 收 方 面[ 14- 16] . 陶瓷膜为多孔结构的非对称膜, 其过滤性能类 似于固定堆积床层, 即被脱除的物质大都在其表面 , 易于清洗 [ 17] . 陶瓷膜 过滤器在 进行气固 分离操作 时, 与液固分离的情况类似, 可采用终端过滤和错 流过滤两种基本方式 . 在终端过滤中, 气溶胶颗粒到达滤材表面的轨 迹大致与滤材垂直, 混合流体通过过滤介质, 导致颗 粒在上游面沉积 , 即表面过滤 , 或在深层过滤的情况 下颗粒进入滤材 . 在错流过滤过程中, 颗粒随气流进入过滤器时 , 空气动力场使得它们向过滤介质迁移. 那些转向沉 积在介质表面的颗粒和被捕捉的 颗粒一起形成滤 饼. 在一定条件下, 滤饼可能由于穿过流的剪切力而 被除去. 通常, 在错流过滤过程中, 与表面过滤不同 , 滤饼的形成和脱除同时发生, 在适当条件下, 达到动 力学平衡, 此时 , 滤饼的脱除速度 等于颗粒沉积速 度, 滤饼的平均面积负载保持常数 . 基于筛分机理的陶瓷膜过滤器在过滤富含固体 颗粒的气体过程中, 主要的捕捉机制是直接拦截大 于敞口孔径的颗粒, 而较大颗粒则通过惯性碰撞截 留下来 . 澳大利亚的 Jo 等 [ 16] 用二氧化钛膜和飞灰 膜进行高温气体中飞灰分离试验发现, 进料灰尘中 颗粒尺寸在 0. 2 m ( 二氧化钛膜的可几孔尺寸 ) 以 下的比例小于 0. 1% , 几乎可以忽略, 大量体积的灰 颗粒比二氧化钛膜的孔尺寸要大 , 被直接拦截而收 集. 据观测 , 实际上没有颗粒渗透到膜内, 因此膜像 一个挡板过滤器. 虽然进料颗粒中小于 2. 5 m ( 飞 灰膜的中等孔尺寸 ) 的比例约为 10. 6% , 仍然没有 颗粒渗透到膜内 . 大量细颗粒可在接近孔入口处通 过惯性碰撞被收集, 也可在滤饼的孔道内通行或在 滤材表面扩散时被挡住. 上述两种膜, 飞灰膜的过滤 效率为 99. 91% , 陶瓷膜的过滤效率高达 99. 99% . 通常 , 对于固体颗粒含量较高的气流, 先用旋风 除尘器除去部分颗粒, 再用陶瓷膜过滤器进行深度 分离 , 技术合理 , 经济可行 .