成果名称: 高通量碟式陶瓷膜制备技术
完成单位: 重庆兀盾纳米科技有限公司
研究起止时间: 2019.03 至2020.12 转让范围: 不转让
成果评价单位: 中科高博(北京)科学技术服务中心
成果推荐单位: 中科高博(北京)科学技术服务中心
所处阶段: 成熟应用阶段 评价方式: 机构评价
成果简介
高浓粘物料的分离澄清一直是行业痛点,滤得慢,容易堵,过程长,耗能高。传统的切向流膜过滤(管式膜)因通道窄、流道易堵塞无法处理高黏度流体。 公司于2019年3月组织科技人员进行技术攻关,并设立项目“高通量碟式陶瓷膜制备技术”, 相继完成了碟式陶瓷膜工艺流程设计、设备设计安装、相关产品试制、技术参数优化等工作,形成一套完整的碟式陶瓷膜制备工艺。碟式陶瓷膜之所以在处理高黏度流体上如此得心应手,很大程度上要归功于它与之前过滤系统完全不同的结构。碟式陶瓷膜采用的是陶瓷碟片式设计,装载的多孔陶瓷膜会随着马达带动的高精轴一起旋转,化身“旋转膜”,在膜表面产生高剪切力和湍流,错流流速能长效去除膜盘表面的污染,使过滤膜表面的滤饼层控制在很薄的范围,避免堵塞,保持稳定的运行通量。目前国内市场上的碟式陶瓷膜只有德国产品,国内各大陶瓷膜企业均因该产品生产难度大,成品率低,一直难以产业化。因德国对国内企业售价很高,且膜通量较低,大大限制了碟式陶瓷膜的应用领域。目前主要应用于高附加值领域或者高浓度、高粘度、高盐体系中。碟式陶瓷膜的创新点主要有: 1. 采用动态旋转过滤方式,大大减少了膜污染的情况。目前陶瓷膜产品主要有管式陶瓷膜和平板陶瓷膜。管式陶瓷膜属于错流过滤,平板陶瓷膜为死端过滤。平板膜因其极易堵塞,应用领域非常有限,主要是在市政污水处理领域的MBR阶段使用。管式膜则应用领域较宽。碟式陶瓷膜则有效结合了两种过滤方式的优点。 2. 装填密度高,在有效的空间内,可布置更多面积的膜片。 3. 与管式膜相比因不需要通过施加高压及反复的料液循环,所以具有更低的运行能耗,节能约30%。 4. 更高的安全性。与管式膜相比,碟式膜通过离心旋转提供膜间压力,且为外压式,不会产生爆裂风险。5. 不用经常反复停机清洗,应用生产更加连续,不仅提高了生产效率,同时减少了酸碱的使用量,更加环保。 6. 独特的膜层修饰技术,根据处理料液的不同,采用特定纳米材料对膜层进行修饰,提高通量的同时减少了膜污染的问题。 本项目的研发成功,达到了项目立项的预期目的。通过碟式陶瓷膜产业化制备技术和产品开发,在国内首次实现了碟式陶瓷膜的生产,为陶瓷膜在高固含量、高粘度和高附加值物料的分离提供了良好的产品基础,提升了陶瓷膜产品的市场竞争力,推动了陶瓷膜的应用规模和领域,具有良好的经济和社会效益。
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