การประยุกต์ใช้เมมเบรนเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ในความเข้มข้นของซิลิกาโซล

การแนะนำ

ในอุตสาหกรรมการแยกเมมเบรน วัสดุเป็นตัวขับเคลื่อนการปรับปรุงและการทำซ้ำของผลิตภัณฑ์แยกเมมเบรน และการพัฒนาเทคโนโลยีแอปพลิเคชัน

ซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นวัสดุแยกเมมเบรนเซรามิกรุ่นต่อไปที่ได้รับการยอมรับในอุตสาหกรรม ซึ่งมีข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่สำคัญ เช่น ปริมาณงานที่สูง ทนทานต่อการกัดกร่อน ทำความสะอาดง่าย อายุการใช้งานยาวนาน และแยกน้ำมันและน้ำได้ดีเยี่ยม

ข้อดีของเมมเบรนเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์:

ปริมาณงานสูง ทนทานต่อการกัดกร่อน ทำความสะอาดง่าย และอายุการใช้งานยาวนาน

หลักการกรอง

อุปกรณ์อุลตราฟิลเตรชันเมมเบรนเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ขับเคลื่อนด้วยแรงดันบวก และสามารถแยกของแข็งและของเหลวได้ภายในช่วงตัวเลือกของความแตกต่างของแรงดันทรานส์เมมเบรน 0.2-0.6 บาร์

การกรองแบบอุลตราฟิลเตรชันซิลิกอนคาร์ไบด์มีข้อดีดังต่อไปนี้:

1. ความแม่นยำในการกรองที่เหมาะสม เหมาะสำหรับความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ซิลิกาซอลที่มีขนาดอนุภาคต่างกัน เช่น 830, 1430 หรือขนาดอนุภาคที่ใหญ่กว่า

2. ขนาดการประมวลผลสามารถมีขนาดใหญ่หรือเล็ก ต่อเนื่องหรือเป็นระยะๆ และสามารถใช้ส่วนประกอบของเมมเบรนเพียงอย่างเดียวหรือร่วมกันได้ กระบวนการนั้นง่าย การดำเนินการก็ง่าย และง่ายต่อการควบคุมอัตโนมัติ

3. ประสิทธิภาพการกรองที่มั่นคงและยาวนานและอายุการใช้งานที่เชื่อถือได้ พร้อมการรับประกัน 3- ปีและอายุการใช้งานมากกว่า 5 ปี

การประยุกต์ใช้เมมเบรนเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ในซิลิกาโซล

ซิลิกาซอลเป็นวัสดุโพลีเมอร์อนินทรีย์ที่มีความสำคัญ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมเคมี การหล่อแม่นยำ สิ่งทอ การทำกระดาษ การเคลือบผิว อาหาร อิเล็กทรอนิกส์ และการแปรรูปแร่

ปัจจุบันกระบวนการผลิตซิลิกาโซลในประเทศจีนส่วนใหญ่ใช้ซิลิกาโซลเจือจางที่มีความเข้มข้นโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 2-5% หลังจากการแลกเปลี่ยนไอออนและการทำให้โซเดียมซิลิเกตเสถียร สารละลายนี้จำเป็นต้องทำให้เข้มข้นเกิน 30% และปัจจัยความเข้มข้นของสารละลายเจลค่อนข้างสูง ส่วนใหญ่ใช้ความเข้มข้นแบบอัลตราฟิลเตรชัน JMFILTEC ได้พัฒนาตัวกรองอัลตราฟิลเตรชันแบบเมมเบรนท่อซิลิกอนคาร์ไบด์สองประเภทโดยอิงตามข้อกำหนดการใช้งานของบริษัทผลิตซิลิกาโซลที่แตกต่างกัน

ตัวกรองอัลตร้าเมมเบรนท่อซิลิกอนคาร์ไบด์รุ่นแรกแบบมัลติคอร์

การกำหนดค่าอุปกรณ์หลัก

คุณลักษณะของอุปกรณ์อุลตราฟิลเตรชันซิลิกอนคาร์ไบด์รุ่นแรก:

1. กำลังการทำงานของอุปกรณ์อุลตราฟิลเตรชันซิลิกอนคาร์ไบด์ตัวเดียวมีมากกว่าอุปกรณ์อุลตราฟิลเตรชันเมมเบรนท่ออินทรีย์ PVDF แบบดั้งเดิมถึง 1.5-2 เท่า

2. ใช้พื้นที่เพียงหนึ่งในสี่ของตัวกรองอุลตราฟิลเตรชันเมมเบรนอินทรีย์แบบท่อ PVDF แบบดั้งเดิม

3. การกรองด้วยซิลิกอนคาร์ไบด์แทบไม่มีต้นทุนการเปลี่ยนชิ้นส่วนเมมเบรน

4. การทำงานไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงการระบายความร้อน และสามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการทำงานตั้งแต่ 60 องศาถึง 120 องศา

การเชื่อมต่อแบบขนานแกนเดี่ยวรุ่นแรกของเมมเบรนท่อซิลิกอนคาร์ไบด์แบบอุลตราฟิลเตรชัน

การกำหนดค่าอุปกรณ์หลัก

ลักษณะเฉพาะของการกรองแบบอุลตราฟิลเตรชันซิลิกอนคาร์ไบด์รุ่นที่ 2:

1. กำลังการทำงานของอุปกรณ์อุลตราฟิลเตรชันซิลิกอนคาร์ไบด์ตัวเดียวมีมากกว่าอุปกรณ์อุลตราฟิลเตรชันเมมเบรนท่ออินทรีย์ PVDF แบบดั้งเดิมถึง 1.5-2 เท่า

2. มีขนาดพื้นที่สองในสามของตัวกรองอุลตราฟิลเตรชันเมมเบรนอินทรีย์แบบท่อ PVDF แบบดั้งเดิม

3. การกรองด้วยซิลิกอนคาร์ไบด์แทบไม่มีต้นทุนการเปลี่ยนชิ้นส่วนเมมเบรน

4. เมื่อเปรียบเทียบกับการกรองแบบอุลตราฟิลเตรชันซิลิกอนคาร์ไบด์รุ่นแรกแล้ว ส่วนประกอบเมมเบรนเดี่ยวสามารถเปลี่ยนได้ง่ายหลังจากได้รับความเสียหาย การกรองแบบอุลตราฟิลเตรชันซิลิกอนคาร์ไบด์รุ่นแรกต้องถอดภาชนะเมมเบรน 19 แกนออกเพื่อตรวจสอบส่วนประกอบเมมเบรนที่เสียหาย ซึ่งเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน

5. การทำงานไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงการระบายความร้อน และสามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการทำงานตั้งแต่ 60 องศาถึง 120 องศา

สาเหตุของการปนเปื้อนของเยื่อหุ้มเซลล์

อัตราการไหลของของเหลวป้อนต่ำ

โดยทั่วไป อัตราการไหลบนพื้นผิวเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันสามารถควบคุมได้ง่ายที่ 2.5-3 m/s เมื่ออัตราการไหลต่ำ ชั้นเจลจะติดอยู่บนพื้นผิวเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชัน และอัตราการซึมผ่านจะลดลงอย่างรวดเร็ว

การเปลี่ยนทดแทนไม่สมบูรณ์ระหว่างการปิดระบบอัลตราฟิลเตรชั่น

เมื่อปิดเครื่อง จำเป็นต้องดันซิลิกาโซลออกจากโมดูลเมมเบรนและทำการป้องกันหรือทำความสะอาดด้วยสารเคมี หากไม่เปลี่ยนให้หมดในเวลาที่กำหนด ซิลิกาโซลจะเกาะบนพื้นผิวเมมเบรน ทำให้เกิดชั้นเมมเบรนที่ยึดเกาะ ซึ่งจะส่งผลต่อความเร็วในการส่งข้อมูล

ผลกระทบของของเหลวในวัสดุเอง

ปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์และเสถียรภาพของคอลลอยด์ที่ไม่ดีสามารถปนเปื้อนเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันได้อย่างง่ายดาย

มาตรการป้องกันการอุดตันของเมมเบรน

ความจำเป็นในการทำความสะอาด:

หลังจากใช้งานไประยะหนึ่ง เมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันมักจะเกิดการอุดตันของเมมเบรนและการแยกขั้วของความเข้มข้น การอุดตันของเมมเบรนเกิดจากการสะสมของส่วนประกอบบางส่วนบนพื้นผิวเมมเบรนและภายในรูพรุน ส่งผลให้ขนาดรูพรุนเปลี่ยนไป ปรากฏการณ์การแยกขั้วของความเข้มข้นหมายถึงการไล่ระดับความเข้มข้นที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวเมมเบรนโดยการสกัดกั้นส่วนประกอบในทิศทางตรงข้ามของการกรอง ปรากฏการณ์ทั้งสองนี้เกิดขึ้นพร้อมกันในระหว่างกระบวนการแยกขั้วของซิลิกาโซล ส่งผลให้ความสามารถในการกรองของเมมเบรนลดลงอย่างมีนัยสำคัญ เพื่อให้แน่ใจว่าเมมเบรนมีการซึมผ่านสูง (เช่น ความสามารถในการถ่ายโอนตัวทำละลายต่อหน่วยพื้นที่ผิว) และอัตราการกักเก็บที่สำคัญ (เช่น เมมเบรนมีความสามารถในการกักเก็บสารละลายที่มีน้ำหนักโมเลกุลมากกว่าคงที่) ระบบอัลตราฟิลเตรชันจะทำงานหนึ่งรอบ (โดยปกติจะแยกสารหนึ่งถัง) และทำความสะอาดป้องกันด้วยน้ำที่ซึมผ่าน หลังจากใช้งานไประยะหนึ่งหรือเมื่ออัตราการไหลเข้าต่ำกว่าช่วงพารามิเตอร์ จำเป็นต้องทำความสะอาดด้วยสารเคมีในเวลาที่เหมาะสม

ผลของการทำความสะอาด:

กำจัดส่วนประกอบที่สะสมอยู่ในรูพรุนของเมมเบรน ซึ่งส่งผลกระทบต่อการซึมผ่านของเมมเบรน กำจัดสารเกลือที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำออกจากรูพรุนของเมมเบรน ไม่สามารถสร้างซิลิกาซอลที่มีขนาดอนุภาคเพียงพอได้ กำจัดอนุภาคของผลิตภัณฑ์ที่สะสมอยู่ภายในท่อเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชัน ฆ่าเชื้อในท่อเพื่อควบคุมการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย ทำความสะอาดวาล์วท่อ ปั๊ม และชิ้นส่วนอื่นๆ

วิธีการทำความสะอาด :

หลังจากแต่ละชุดที่เข้มข้น ให้ล้างเมมเบรนด้วยน้ำป้องกันเป็นเวลา 15 นาที หลังจากใช้งานเป็นเวลา 50 ชั่วโมง ให้ทำความสะอาดด้วยสารเคมี (โดยปกติใช้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ 5% เป็นสารทำความสะอาด) การผลิตแบบไม่สม่ำเสมอต้องทำความสะอาดทุกวัน สารทำความสะอาดสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลายครั้ง

การป้องกันการปนเปื้อนของเมมเบรน

1. ใส่ใจอัตราการไหลของปั๊มหมุนเวียนและตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันตรงตามความต้องการของอุปกรณ์อัลตราฟิลเตรชั่น

2. เมื่อไม่ได้ใช้งานเมมเบรนเป็นเวลานาน ควรใส่ใจเรื่องการป้องกันการกัดกร่อนและการปิดผนึกน้ำ

3. จัดทำไฟล์ปฏิบัติการการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชั่น

4. พร้อมระบบกรองแม่นยำและทำความสะอาดถุงกรองเป็นประจำ

5. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าซิลิกาโซลที่ผ่านอุปกรณ์อัลตราฟิลเตรชันนั้นมีความดันลดลงปกติและมีอัตราการไหลของพื้นผิวเมมเบรน

7. เมื่อปิดเครื่องเป็นระยะเวลาหนึ่ง ควรทำความสะอาดและปิดผนึกด้วยน้ำในเวลาที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวเมมเบรนมีความชื้น