无机陶瓷膜管的应用原理

无机陶瓷膜是一种固体膜，它是由诸如金属，金属氧化物，陶瓷，多孔玻璃，沸石，无机聚合物材料等无机材料制成的半透膜。基于无机材料科学的无机膜具有聚合物分离膜无法比拟的优点：良好的化学稳定性，酸，碱和有机溶剂，机械强度，无机膜可承受数十个大气压。压力大，可反洗，抗菌能力强，不与微生物相互作用，可应用于生物工程和医学科学，耐高温，一般在400°C下运行，最高可达800. C以上，孔径分布狭窄，分离效率高。无机陶瓷膜的开发始于20世纪40年代，现在经历了三个阶段。第一阶段始于第二次世界大战期间的曼哈顿原子弹计划，使用多孔陶瓷材料分离UF6同位素。第二阶段是在20世纪80年代，其间主要婴儿是无机微滤膜和开发用于工业用途的无机超滤膜。无机膜的工业应用首先在法国乳业，葡萄产业的成功，剑食品工业的渗透，环保产业，生化工业，电子工业的气体净化。在20世纪90年代，无机膜的发展进入了第二阶段。在无机超滤膜工业化的基础上，新型膜材料和新型膜形成方法日益普及。特别是，膜催化反应技术的研究受到了很多关注。中国无机膜的研究20世纪80年代，在国家自然科学基金和各部委的支持下，在实验室规模上制备了无机微滤膜和超滤膜以及高通量金属钯膜和反应膜。微孔膜也在开发中。 20世纪90年代，科技部组织开展了无机陶瓷膜工业化技术的科学技术研究，推动了陶瓷微滤膜的产业化。国家高技术研究发展计划支持无机分离催化膜的研究，促进中国在该领域的发展。目前，中国已初步实现了管状和多通道陶瓷微缩胶片的工业化生产，并已应用于相关的工业化进程中。膜催化反应的基础研究有很好的基础。但就整体情况而言，支持，工业膜设备和应用技术的生产与世界先进水平之间仍存在较大差距。无机陶瓷膜特性无机分离组件的粒径类似于0.45μm±0.05，是不对称分离膜。在由无机膜管烧结的多孔载体上通过溶胶 - 凝胶涂覆一层纳米尺寸的颗粒。作为载体的颗粒相对粗糙，孔径相对较小。在5到10微米之间，仅用于分离是不够的。它主要用作支撑以确保分离组的机械强度要求。主层从悬挂表面分层，颗粒颗粒释放1~2um，孔径0.45um，粒径分布均匀，孔隙释放分布窄，孔​​隙很高兴。从1-3b可以看出载体和表面膜层的孔径，这是典型的颤动对称分离膜。膜的分离属于微孔过滤，并且通过膜两侧的压力差和浓度差实现不同粒度范围的组分的分离。捕获颗粒的机理取决于丁基膜的性质（物理和化学）以及膜和颗粒之间相互作用的性质。当孔径为o时如果膜小于悬浮颗粒的尺寸，则颗粒被其几何形状阻挡并且不能进入或穿过膜，而是与渗透组分分离。该分离机制是表面过滤或筛分机构。如果膜的孔径大于粒径，在这种情况下，粒子可以进入膜的孔中，当它接触孔壁并粘附到壁上时，它在分离，扩散，拦截，在力的作用下获得分离。无机陶瓷膜管除尘机构1.惯性碰撞：流过多孔无机膜分离模块的孔的流体中的杂质颗粒由于惯性而被微孔壁捕获。惯性碰撞与杂质颗粒直径的平方成比例，并与流体的流速和粘度成反比。 2.扩散：通过丁布朗的运动将杂质颗粒与流线和微孔壁分离，从而被捕获。扩散捕获的流速与流体的粘度成反比。 3.拦截：捕获杂质粒子，因为它们比微孔通道大，并且是表面过滤的。无论流速和流体粘度如何，捕集仅与杂质颗粒的大小有关。当下沉流体流过多孔无机膜分离组分时，大于过滤元件孔径的颗粒被捕获在表面上以形成滤饼层，并且小于无机膜孔径的较粗孔隙离开流线和避免因惯性和布朗效应接触。一些颗粒仍然被捕获在表面上或沉积在多孔陶瓷孔中。由于多孔微孔通道的曲折和扭曲，加上流体介质对多孔陶瓷表面的桥接作用以及惯性碰撞和布朗运动的影响，过滤精度远小于孔径。通常，过滤精度可以高于分离模块孔的1/15至1/20。陶瓷过滤器陶瓷膜陶瓷膜过滤器