יישום של ממברנה קרמית סיליקון קרביד בריכוז סול סיליקה

מבוא

בתעשיית הפרדת הממברנות, חומרים מניעים את העדכון והאיטרציה של מוצרי הפרדת ממברנות ופיתוח טכנולוגיות יישום.

סיליקון קרביד הוא חומר הפרדת ממברנות קרמי מהדור הבא המוכר בתעשייה, עם יתרונות ביצועים משמעותיים כגון תפוקה גבוהה, עמידות בפני קורוזיה, ניקוי קל, חיי שירות ארוכים והפרדת שמן-מים מצוינת.

היתרונות של קרום קרמי סיליקון קרביד:

תפוקה גבוהה, עמידות בפני קורוזיה, קלה לניקוי וחיי שירות ארוכים

עקרון סינון

מכשיר סינון האולטרה סינון של ממברנות סיליקון קרביד מונע על ידי לחץ חיובי ומשיג הפרדת מוצק-נוזל בטווח אופציונלי של 0.2-0.6 בר הפרש לחץ טרנסממברני.

לסינון אולטרה סיליקון קרביד יש את היתרונות הבאים:

1. דיוק סינון אידיאלי, מתאים לריכוז מוצרי סיליקה סול בעלי גדלים שונים של חלקיקים, 830, 1430 או גדלי חלקיקים גדולים יותר;

2. סולם העיבוד יכול להיות גדול או קטן, מתמשך או לסירוגין, וניתן להשתמש ברכיבי הממברנה לבד או בשילוב. התהליך פשוט, הפעולה פשוטה וקל לבצע אוטומציה של שליטה.

3. ביצועי סינון יציבים ועמידים לאורך זמן וחיי שירות אמינים, עם 3-שנה אחריות וחיי שירות של למעלה מ-5 שנים.

יישום של קרום קרמי סיליקון קרביד בסיליקה סול

כחומר פולימרי אנאורגני חשוב, נעשה שימוש נרחב בסיליקה סול בתחומים כמו תעשייה כימית, יציקה מדויקת, טקסטיל, ייצור נייר, ציפויים, מזון, אלקטרוניקה ועיבוד מינרלים.

נכון להיום, תהליך הייצור של סיליקה סול בסין מאמץ בעיקר סיליקה סול מדולל עם ריכוז בדרך כלל בין 2-5% לאחר החלפת יונים וייצוב נתרן סיליקט. יש לרכז תמיסה זו למעל 30%, ומקדם הריכוז של תמיסת הג'ל גדול יחסית. רובם משתמשים בריכוז אולטרה סינון. JMFILTEC פיתחה שני סוגים של מסנני אולטרה סינון ממברנות צינורי סיליקון קרביד המבוססים על הדרישות התפעוליות של מפעלי ייצור סיליקה סול שונים.

אולטרה-פילטר ממברנה צינורית מסדרת מרובת ליבות דור ראשון סיליקון קרביד

תצורת ציוד עיקרית

המאפיינים של מכשיר סינון אולטרה-סיליקון קרביד מהדור הראשון:

1. כושר העבודה של מכשיר סינון אולטרה סיליקון קרביד יחיד הוא פי 1.5-2 מזו של מכשירי סינון אולטרה סינון צינוריים אורגניים PVDF מסורתיים;

2. טביעת הרגל היא רבע מזו של מסנני סינון אולטרה-פילטרים של קרום צינורי PVDF מסורתיים;

3. לסינון אולטרה סיליקון קרביד אין כמעט עלות החלפה לרכיבי ממברנה;

4. הפעולה אינה דורשת התחשבות בקירור, ויכולה להתאים לסביבות עבודה הנעות בין 60 מעלות ל-120 מעלות.

חיבור מקבילי ליבה אחת דור ראשון סיליקון קרביד אולטרה סינון קרום צינורי

תצורת ציוד עיקרית

מאפיינים של סינון אולטרה-סיליקון קרביד מהדור השני:

1. כושר העבודה של מכשיר סינון אולטרה סיליקון קרביד יחיד הוא פי 1.5-2 מזו של מכשירי סינון אולטרה סינון צינוריים אורגניים PVDF מסורתיים;

2. טביעת הרגל היא שני שלישים מזו של מסנני אולטרה סינון ממברנות צינורות אורגניים מסוג PVDF;

3. לסינון אולטרה סיליקון קרביד אין כמעט עלות החלפה לרכיבי ממברנה;

4. בהשוואה לדור הראשון של סינון אולטרה-סיליקון קרביד, רכיבי ממברנה בודדים קלים להחלפה לאחר נזק; הדור הראשון של סינון אולטרה סיליקון קרביד מצריך פירוק מיכל ממברנות 19 ליבות לצורך בדיקת רכיבי ממברנה פגומים, שזה תהליך מסובך.

5. הפעולה אינה דורשת התחשבות בקירור, ויכולה להתאים לסביבות עבודה הנעות בין 60 מעלות ל-120 מעלות.

הגורמים לזיהום הממברנה

קצב זרימה נמוך של נוזל הזנה

באופן כללי, קצב הזרימה על פני ממברנת האולטרה סינון נשלט בקלות ב-2.5-3 m/s. בקצב זרימה נמוך, תתחבר שכבת ג'ל למשטח ממברנת האולטרה-פילטרציה, וקצב החדירה יקטן במהירות.

החלפה לא מלאה במהלך כיבוי אולטרה סינון

בעת כיבוי, יש צורך לדחוף החוצה את הסיליקה סול בתוך מודול הממברנה ולבצע הגנה או ניקוי כימי. אם לא יוחלף לחלוטין בזמן, סול הסיליקה יושקע על פני הממברנה ויוצר שכבה של קרום דבק, המשפיעה על מהירות השידור.

ההשפעה של נוזל החומר עצמו

תגובה לא שלמה ויציבות קולואידית לקויה עלולים לזהם בקלות את ממברנות האולטרה-פילטרציה.

אמצעי נגד עיכול ממברנה

הצורך בניקוי:

לאחר הפעלה במשך זמן מה, קרומי סינון אולטרה חווים לעתים קרובות חסימת ממברנה וקיטוב ריכוז. חסימת ממברנה נגרמת על ידי שקיעת רכיבים מסוימים על פני הממברנה ובתוך הנקבוביות, וכתוצאה מכך גודל הנקבוביות משתנה. תופעת קיטוב הריכוזים מתייחסת לשיפוע הריכוז הנוצר על פני הממברנה על ידי יירוט רכיבים בכיוון ההפוך של הסינון. שתי תופעות אלו מתקיימות במקביל בתהליך הריכוז של סיליקה סול, מה שמוביל לירידה משמעותית ביכולת הסינון של הממברנה. כדי להבטיח חדירות גבוהה של הממברנה (כלומר, יכולת העברת הממס ליחידת שטח פנים) וקצב שמירה משמעותי (כלומר, לממברנה יש יכולת לשמור מומסים מעל משקל מולקולרי קבוע), מערכת האולטרה סינון פועלת במשך מחזור אחד ( בדרך כלל מרכז מיכל אחד של חומר) ועובר ניקוי מגן עם מים חדורים. לאחר פרק זמן מסוים של פעולה או כאשר קצב זרימת הכניסה מתחת לטווח הפרמטרים, יש לבצע ניקוי כימי בזמן.

השפעת הניקוי:

הסר רכיבים שהופקדו בנקבוביות הממברנה המשפיעים על חדירות הממברנה; הסר חומרי מלח במשקל מולקולרי נמוך מנקבוביות הממברנה; אי יצירת סיליקה סול בגודל חלקיקים מספיק; הסר חלקיקי מוצר שהופקדו בתוך צינור ממברנת האולטרה סינון; לחטא את הצינור כדי לשלוט בצמיחה ורבייה של חיידקים; נקה שסתומי צנרת, משאבות וחלקים אחרים.

שיטת ניקוי:

לאחר כל אצווה מרוכזת, שטפו את הממברנה במים מגנים למשך 15 דקות; לאחר הפעלה של 50 שעות, בצע ניקוי כימי (בדרך כלל באמצעות תמיסה מימית 5% NaOH כחומר ניקוי), ייצור לסירוגין מצריך ניקוי יומי. ניתן לעשות שימוש חוזר בחומר הניקוי מספר פעמים.

מניעת זיהום ממברנה

1. שימו לב לקצב הזרימה של משאבת המחזור ולוודא שהלחץ עונה על צרכי מכשיר האולטרה סינון;

2. כאשר הממברנה אינה בשימוש במשך זמן רב, שימו לב לאיטום נגד קורוזיה ואיטום מים;

3. הקמת קובץ של פעולת סינון אולטרה

4. מצויד במערכת סינון מדויקת וניקוי שקיות סינון באופן קבוע;

5. ודא שלסול הסיליקה העובר דרך מכשיר האולטרה סינון יש ירידת לחץ רגילה וקצב זרימת פני הממברנה;

7. בעת כיבוי המכונה לתקופה מסוימת, יש לנקות אותה ולאטום אותה במים בזמן כדי להבטיח שמשטח הממברנה יהיה לח.