La membrane en carbure de silicium (SiC) est une membrane en céramique haute performance . avec sa résistance à haute température, sa résistance à la corrosion, sa force élevée et sa stabilité chimique excellente, il est largement utilisé dans la filtration industrielle, la protection environnementale, l'énergie et d'autres champs . Collumne à carbure de silicon Formulaires . Les deux ont des points communs dans les matériaux de base et les fonctions de base, mais la structure et les performances sont significativement différentes . Ce qui suit est une analyse détaillée des deux aspects des similitudes et des différences:
Similitudes
Les caractéristiques principales de la membrane tubulaire en carbure de silicium et de la membrane de colonne sont déterminées par des matériaux en carbure de silicium, il y a donc de nombreuses points communs:
Le matériau de base et les performances de base sont cohérents
Les deux utilisent du carbure de silicium comme principale matière première et sont fabriqués par le processus de frittage, ils ont donc exactement les mêmes performances de base:
- Résistance à haute température: il peut fonctionner de manière stable pendant une longue période à plus de 1000 degrés, adaptée à la filtration de fluide à haute température (telle que la purification des gaz de combustion à haute température, le traitement des eaux usées à haute température) .
- Résistance à la corrosion: il a une forte résistance aux acides, aux alcalis, aux solvants organiques, etc. ., peut résister à des environnements extrêmes de pH 0-14, et convient au filtrage des matériaux hautement corrosif
- Force mécanique élevée: il a une excellente résistance à la pression et une résistance à l'impact, peut résister à la différence de haute pression (généralement jusqu'à 10-20 bar) et n'est pas facile à casser .
- Principe de séparation cohérent: les deux sont basés sur «l'effet de tamisage» pour réaliser la séparation, et la taille des pores membranaires est sélectivement retenue pour intercepter les particules, les colloïdes,
- Compatibilité de nettoyage: il prend en charge les agents de nettoyage à la vapeur à haute température (acides forts, alcalis puissants, oxydants) Nettoyage, avec de bonnes performances de régénération et une longue durée de vie (généralement jusqu'à 5-10 ans) .
différences
Les différences entre les deux sont principalement dues à la conception structurelle, qui à son tour affecte les performances, les scénarios applicables et le processus de fabrication:
| Dimensions de comparaison | Membrane tubulaire en carbure de silicium | Membrane colonnel en carbure de silicium |
| Surface spécifique | Le nombre de canaux est petit et le diamètre est grand, et la surface spécifique par volume unitaire est faible (généralement 50-200 m² / m³) | Les canaux sont denses et répartis uniformément, et la surface spécifique par unité de volume est plus élevée (généralement 200-500 m² / m³) |
| Caractéristiques dynamiques fluides | Le diamètre du canal est grand, le débit de fluide est élevé (généralement 1-5} m / s), la turbulence est facile à former, l'efficacité de transfert de masse est élevée et il n'est pas facile d'être bloqué par le dépôt de particules | Le diamètre du canal est petit, le débit de fluide est faible (généralement 0.1-1} m / s), l'état d'écoulement est plus proche de l'écoulement laminaire, la perte de pression est légèrement plus élevée, mais le fluide est en contact plus complet avec la surface de la membrane |
| Capacité anti-pollution | Le canal est grand et turbulent, adapté au traitement des solides en suspension élevés (SS) et des matériaux de viscosité élevée (tels que la déshydratation des boues, la suspension alimentaire) et a une forte capacité anti-resserrement | Le canal est petit et dense, plus adapté aux solides en suspension faible et aux matériaux à faible viscosité (tels que la filtration de précision, la purification pharmaceutique), et un prétraitement strict est nécessaire pour éviter le colmatage |
| Efficacité de filtration | En raison de la surface spécifique faible, la capacité de traitement du volume unitaire (flux) est relativement faible, mais le débit à canal unique est important, ce qui convient aux scénarios d'écoulement élevé | Surface spécifique élevée, flux de volume unitaire plus élevé, meilleure efficacité de filtration, adapté à un petit espace et à des scénarios de demande de précision de séparation élevés |
| Consommation d'énergie | Relativement élevé . Une vitesse élevée de flux croisé (2-4 m / s) est nécessaire pour maintenir la turbulence pour empêcher la polarisation de la concentration, entraînant une consommation d'énergie de pompe à haute circulation | Relativement faible (à un flux comparable) . Une densité d'emballage élevée signifie que pour obtenir le même flux de zone de membrane, le débit de circulation requis et la vitesse sont plus faibles (généralement 0.5-1.5 m / s), et la consommation d'énergie de pompe est considérablement réduite |
| Empreinte | Grand . pour obtenir la même zone membranaire, plus de modules et d'espace sont requis | Compact . La densité de cadré élevée lui permet de fournir une grande zone membranaire dans un espace plus petit |
| Investissement initial | Le prix unitaire du module de membrane lui-même est généralement faible (par zone) . Cependant, plus de modules peuvent être nécessaires pour atteindre la même capacité de traitement, et le coût du système (pompe, tuyau, support) peut augmenter | Le prix unitaire du module de membrane lui-même est généralement élevé (par zone) . Cependant, une densité d'emballage élevée et un système de consommation à faible énergie peuvent rendre l'investissement global (CAPEX) compétitif |
| Coût de fonctionnement | Élevé . principalement en raison de la consommation d'énergie de pompe de circulation plus élevée | Faible . principalement en raison de la consommation d'énergie de pompe de circulation plus faible |
| Applications typiques | Concentrez-vous sur les eaux usées difficiles à forte teneur en solide, à une viscosité élevée, aux grandes particules ou fibres, facile à échelle et nécessitant un nettoyage physique fort . comme: lixiviat de décharge, certaines boues industrielles, les eaux usées minières et certains liquides d'alimentation chimique | Exigences à haut débit, une teneur solide faible / moyenne, une faible viscosité et des liquides d'alimentation avec des environnements chimiques extrêmes mais des conditions physiques relativement légères . telles que: acide fort / forte réutilisation des eaux usées alcalines, eaux usées huileuses (huile émulsifiée) |
Résumé
Les avantages de base des membranes tubulaires en carbure de silicium et des membranes colonnes (résistance à haute température, résistance à la corrosion, haute résistance) proviennent de matériaux en carbure de silicium, mais leurs différences structurelles conduisent à des performances différentes:
- Les membranes tubulaires sont caractérisées par «anti-pollution, flux élevé et entretien facile», adapté à une filtration à grande échelle dans des conditions de travail complexes;
- Les membranes colonnes sont caractérisées par "une grande efficacité, une surface spécifique élevée et une précision de séparation élevée", adaptée à des applications de séparation de précision et d'espace compact .
La sélection réelle doit être jugée de manière complète en fonction des caractéristiques matérielles (viscosité, contenu de matière en suspension), capacité de traitement, précision de séparation et limitations de l'espace .
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