陶瓷膜材料在节能减排领域的应用
* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-05-31 5:02:29 * 浏览: 41
节能减排是国家推进能源资源，发展循环经济，保护生态环境的重要组成部分。它也是该国加快培育和发展的七大战略性新兴产业之一。节能减排领域的技术需求和政策实施，进一步推动了节能减排领域新材料和新技术的不断发展和技术水平的不断提高。过滤分离技术是节能减排的重要技术之一。在众多过滤分离材料中，白银高性能陶瓷膜材料具有耐高温，耐高压，耐化学腐蚀，过滤效率高，使用寿命长等优点。它已成为一种具有优良特性的新兴环保节能过滤分离材料。它广泛应用于高温气体净化和水处理这两个重要的节能减排领域。高温气体净化和高温烟尘处理是当前节能减排领域的重要任务。随着煤化工，冶金冶炼，电力，化工，建材等行业的快速发展，这些领域每年都会产生大量含有大量杂质微粒和有毒化学物质的高温气体，造成空气污染。 ，温室效应，气候变暖等诸多问题。据统计，过去10年中国工业废气排放量每年增加10％以上。目前，高温含尘气体年排放量达到10万亿立方米，废气排放量达到1000多万吨。一方面，这些含尘气体具有高温（大多高于300℃），另一方面，灰尘颗粒很细（大于50微米或更小），这是难以处理的。可以说解决这些高温含尘气体净化的技术问题是缓解当前环境和能源危机的关键问题之一。减少大气污染物排放，实施PM2.5控制，提高废热综合利用效率也是一个非常重要的问题。节能减排措施。现有的高温气体净化技术主要包括旋风除尘，静电除尘，颗粒床除尘，袋式除尘，高温过滤，陶瓷膜除尘等。在现有的除尘设备中，我国常用的热气净化装置主要是旋风除尘器，但其实际运行效率低，约为90％，分级效率dc50约为6.5~8.5微米，即使三个 - 采用阶段旋风除尘。处理后，出水中的浓度仍将比NSPS的最大限值高几倍（新源性能标准，美国环境保护局发布的“新固定源排放标准”），并且它不会达到中国的目前的烟雾排放标准。尽管袋式除尘器具有高的除尘效率，但它受袋的耐温性（高达260℃）和耐腐蚀性的影响。通常需要在过滤之前冷却高温热气体。气体冷却不仅需要巨大的冷却和温度控制系统，还会增加气体处理能力和加工成本，造成大量的废热浪费，冷却后气体中的气体冷凝，酸性气体沉淀会造成粘袋和袋子腐蚀等问题，严重影响滤袋。使用寿命和除尘效率。据统计，国内袋式除尘过滤袋的使用寿命受气体介质的影响很大。短的只有1~3个月，而长的只有3年左右。 f的腐蚀和渗透滤袋影响滤袋的使用寿命。除尘效率的主要因素。相比之下，陶瓷膜过滤材料，特别是高孔隙率纤维陶瓷膜材料，具有高使用温度（高达900℃），高过滤精度（0.5微米，颗粒去除效率为99.8％或更高），以及低过滤阻力（靠近滤袋）。它具有明显的优点，如电阻），使用寿命长（3〜8年），适用范围广。可在工作条件下直接净化各种高温气体，有效解决现有滤袋耐低温，易腐蚀，易操作的问题。穿着泄漏，冷凝，寿命短，易于消融。这不仅降低了冷却系统的投资和运行成本，防止了材料的结露导致过滤效率下降，而且充分利用大量的高温余热来真正节约能源，减少排放。高温陶瓷膜过滤技术是近20年来世界高温气体颗粒控制最重要的开发技术。为了促进高温陶瓷膜材料和高温陶瓷膜气体净化技术的发展，世界上许多国家都做了大量的研究，开发和推广工作。在20世纪70年代，由日本的Asahi Glass Co.，Ltd。开发的熔融堇青石（MgO·Al 2 O 3·SiO 2）的高温陶瓷过滤器元件开始在铁炉等熔炼炉中进行高温烟尘净化。 20世纪80年代，法国的Caldo环境工程有限公司和glosfume开发了成功的低密度纤维高温陶瓷膜过滤材料和过滤装置，并广泛应用于冶金冶炼，垃圾焚烧等高温气体净化领域。 ，气体洗涤，生物质气化等领域。从那时起，先进的燃煤发电技术和煤化工技术的发展促进了高温陶瓷膜材料和过滤技术的快速发展。在20世纪90年代，美国能源部组织了一些机构对各种高温热气除尘技术进行详细的技术和经济比较评估。最后，高温陶瓷膜过滤技术被认为是热气净化领域最有前景和最有希望的。其中一项技术。近20年来，国内外陶瓷膜材料和热气净化技术得到迅速发展，产业规模和市场份额不断扩大。其中，法国glosfume公司自1990年以来已在10多个国家使用，Anguil环境系统公司设计开发了1600多个自清洁高温陶瓷过滤装置。台湾在全球各个领域推广应用。以10000平方米的陶瓷膜材料为例，每年可处理超过50亿立方米的高温气体，减少数万吨高温粉尘颗粒。如果充分利用其处理的高温余热，相当于每年节省近百万吨标准煤。据估计，到2025年，冶金冶炼，石化，玻璃，水泥，新型建筑材料，垃圾焚烧，煤化工等领域的一些特殊高温气体净化领域的高温陶瓷膜材料的年需求量将增加。达到一百多万平方米。产生的经济和社会效益非常显着。可以说，高温陶瓷膜材料的发展和过滤技术的推广，对推动国家节能减排，高效余热综合利用，PM2.5控制的实施具有积极意义。 。废水处理和零污染排放是节能减排的另一个重要组成部分。作为当前国际水处理技术，膜片的主要发展方向之一近年来，水处理技术已被广泛应用。陶瓷膜材料作为三大膜材料之一，具有过滤精度高，使用寿命长，出水水质好，运行稳定等优点。目前，他们已经在钢厂的循环水处理，白银含油废水处理，白银焦化废水处理，印染废水处理等方面进行了处理。电厂凝结水处理和工厂工艺水处理和工业废水，城市污水处理等领域得到广泛应用。采用0.8μm陶瓷膜材料处理高浓度含油废水，处理后油含量≤5mg/ l，悬浮固体含量≤1mg/ l，使用寿命可达5年。 0.2微米陶瓷膜处理印染废水，色度去除率可达90％以上，COD去除率可达85％以上。特别是近年来，国际上开发的MBR膜生物反应器水处理技术具有膜分离技术和生物反应器有效增强功能，可有效实现城市污水回收和工业污水处理，解决城市缺水问题，并依靠其出水水质。诸如低运行成本和高自动化程度等许多优点正成为水处理领域最有前景的技术之一。目前，MBR工艺技术在处理生活污水和工业废水方面取得了显着成效。作为近年来发展起来的重要MBR膜生物反应器材料，扁平陶瓷膜材料具有低透水性，良好的耐污染性，易清洗和再生，使用寿命长，化学稳定性好，机械强度好等优点可以有效解决现有中空纤维膜和有机平膜在工程应用过程中使用寿命短，易受酸碱腐蚀的问题。白银平板陶瓷膜作为竞争MBR的核心部件之一，是MBR技术水处理领域最具竞争力的膜分离材料之一。据统计，1995年MBR的全球市值仅为1000万美元。截至2013年底，MBR的年产值已达150亿美元。 2013年，中国的废水总排放量达到730亿吨，每年增加5％。预计2015年将达到810亿吨。截至2013年底，中国已投产超过50个规模超过1万吨的MBR项目，累计规模为每天230万吨。据估计，到2015年，中国运营或在建MBR系统的累计处理能力将超过500万吨/天，比2013年翻了一番。近年来，随着水资源和水污染的不足，国家加大水污染防治力度，通过改善水质，提高排放标准，改善水价，实施“水十”，推广水处理技术。和水处理设备的改进。特别是随着水处理膜技术的不断成熟，膜水处理技术已成为解决资源缺水和水质不足问题的重要技术。高性能膜材料开发的特殊计划明确提出了发展方向。用于高性能水处理，膜过滤技术和MBR膜生物水处理技术的陶瓷膜材料也将迅速发展。在“十三五”期间，仅废水处理投资将达到1.39万亿。虽然白银平板陶瓷膜材料仍处于中国应用的初级阶段，但在未来5年内，白银平板陶瓷膜MBR具有优异的特性。在城市污水，工业（化工，造纸，食品）废水，垃圾渗透等许多领域具有广阔的应用前景。处理废水垢的10万吨MBR膜生物反应器技术的日处理能力需要约100,000吨的扁平白银陶瓷膜组件o 150,000平方米。未来几年，白银平板陶瓷膜材料将处于市场快速增长期，预计到2020年。年需求量将超过200万平方米。与发达国家相比，国内在节能减排领域所使用的陶瓷膜材料的研发相对较晚。近年来，尽管技术水平不断提高，总的来说，产品工业化的规模和市场的开发和应用。与国外差距很大。目前，除了由南京工业大学膜科学与技术研究所开发的水处理氧化铝多通道陶瓷膜材料和山东工业的发展外，我国现场陶瓷膜材料不足100种。陶瓷研究设计院。除用于高温气体净化的高温陶瓷膜材料系列外，其他产品的技术水平与国外同类产品明显不同。山东工业陶瓷研究设计院是中国唯一的全国工业陶瓷研究单位。它是最早从事微孔陶瓷和陶瓷膜材料的研发单位。自20世纪70年代以来，它已开始开发各种类型的微孔陶瓷和陶瓷膜材料。研究和市场开发工作，其中“热熔铸造多孔陶瓷制品”获1977年国家科学大会奖，80年代完成了国家微孔陶瓷材料性能测试标准的制定，“七五”，“八年”五年期间，完成了汽车尾气净化用泡沫陶瓷和蜂窝陶瓷的研发工作。长期以来，山东工业陶瓷研究设计院一直致力于以技术创新和服务社会的理念，对陶瓷膜材料进行产品研发和技术创新。经过两代人的不懈努力，它已成为中国陶瓷膜材料领域的重要产品。研发基地和技术领先者。 40多年来，在陶瓷膜材料领域，山东公陶源承担了国家科技攻关，包括“七五”，“八五”，国家“863”，科技部中小企业创新基金，研究院公益基金和山东省。全省已开展20多项重大科技攻关项目，取得发明专利20余项。许多产品被评为国家重点新产品。特别是近10年来，为满足国家节能减排和环境保护战略的需要，山东公陶源还制定了“十二五”和“十三五”发展规划和产业发展规划。年“陶瓷膜材料，不断强化陶瓷。膜材料领域的技术创新将提高技术水平。自2010年以来，在各国科研项目的支持和自身雄厚的技术力量下，山东公陶源先后完成了碳化硅，堇青石，莫来石，高温气体净化用陶瓷薄膜材料和设备。研发工作完成了中国第一套煤化工大型高温高压陶瓷膜粉煤灰过滤器的研发。该产品已用于冶炼，煤化工，有机硅，多晶硅，石化等行业的高温高压气体。在净化和高温烟尘净化领域大量推广应用，并建立了10万平方米的高温陶瓷材料生产线。其中，用于高温高压气体净化的陶瓷膜过滤器被评为“201”国家重点新产品，并且研究所还成为建材行业高温陶瓷膜材料重点实验室的配套单位。 2014年，该研究所组织了技术研究，并在一年多的时间内完成了氧化铝基扁平陶瓷膜材料和MBR水处理产品的研发。产品填补了国内空白。这些产品和技术的发展极大地促进了我国节能减排应用陶瓷膜材料的发展，提高了节能减排领域的高温气体净化技术和水处理技术水平。减少在中国。尽管如此，它还是受制于目前国内陶瓷膜材料行业发展水平，陶瓷膜材料技术成熟度，设备和工程技术水平，成本和运营成本，宣传力度，典型性能演示等方面，目前陶瓷膜材料和过滤技术国内节能减排领域的技术优势尚未完全揭示。产业规模和市场份额相对较低，经济效益和社会效益不突出。白银高性能陶瓷膜材料作为膜材料的重要分支，具有许多优良的性能，在21世纪的大多数工业领域将发挥更重要的作用，在能源，资源，环境和传统产业转型中发挥着重要作用。随着国内外对节能减排的日益重视，特别是中国政府已将节能减排政策提出国家政策，实施国家“十三五”规划和要求国内外经济环境，白银高性能陶瓷膜材料将迎来良好的发展机遇。陶瓷膜材料将在高温气体净化和水处理等节能减排领域面临巨大的市场机遇。陶瓷过滤器陶瓷膜陶瓷膜过滤器
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