Perkenalan
Dalam industri pemisahan membran, material mendorong pembaruan dan iterasi produk pemisahan membran dan pengembangan teknologi aplikasi.
Silikon karbida merupakan bahan pemisah membran keramik generasi baru yang diakui dalam industri, dengan berbagai keunggulan kinerja signifikan seperti produksi tinggi, ketahanan terhadap korosi, pembersihan mudah, masa pakai lama, serta pemisahan minyak-air yang sangat baik.
Keuntungan membran keramik silikon karbida:
Throughput tinggi, tahan korosi, mudah dibersihkan, dan umur pemakaian panjang
Prinsip filtrasi
Perangkat ultrafiltrasi membran keramik silikon karbida digerakkan oleh tekanan positif dan mencapai pemisahan padat-cair dalam rentang opsional perbedaan tekanan transmembran 0.2-0.6 bar.
Ultrafiltrasi silikon karbida memiliki keuntungan sebagai berikut:
1. Akurasi filtrasi yang ideal, cocok untuk konsentrasi produk sol silika dengan ukuran partikel yang berbeda, ukuran partikel 830, 1430 atau lebih besar;
2. Skala pemrosesan dapat besar atau kecil, kontinu atau terputus-putus, dan komponen membran dapat digunakan sendiri atau dalam kombinasi. Prosesnya sederhana, pengoperasiannya sederhana, dan kontrolnya mudah diotomatisasi.
3. Kinerja penyaringan yang stabil dan tahan lama serta masa pakai yang andal, dengan garansi 3- tahun dan masa pakai lebih dari 5 tahun.
Aplikasi membran keramik silikon karbida dalam sol silika
Sebagai bahan polimer anorganik yang penting, sol silika telah banyak digunakan dalam berbagai bidang seperti industri kimia, pengecoran presisi, tekstil, pembuatan kertas, pelapis, makanan, elektronik, dan pengolahan mineral.
Saat ini, proses produksi sol silika di Tiongkok terutama menggunakan sol silika encer dengan konsentrasi umumnya antara 2-5% setelah pertukaran ion dan stabilisasi natrium silikat. Larutan ini perlu dipekatkan hingga lebih dari 30%, dan faktor konsentrasi larutan gel relatif besar. Sebagian besar menggunakan konsentrasi ultrafiltrasi. JMFILTEC telah mengembangkan dua jenis filter ultrafiltrasi membran tubular silikon karbida berdasarkan persyaratan operasional berbagai perusahaan produksi sol silika.
Seri multi-inti generasi pertama membran tubular silikon karbida ultrafilter
Konfigurasi peralatan utama
| Nama | Parameter |
| Wadah Membran | Kemasan 19 inti, wadah membran set tunggal digunakan untuk mengisi 19 elemen membran tubular silikon karbida model JMfiltec-SICT-40-H-19-1200-DZ. |
| Elemen Membran | Modelnya adalah JMfiltec-SICT-40-H-19-1200 -DZ, luas filter tunggal adalah 0.5 meter persegi |
| Pompa Sirkulasi | Q Lebih besar atau sama dengan 140m3/jam, H=28m, N=18.5Kw |
| Luas Wilayah Pendudukan Lahan | Panjang × Lebar=1500 x 500mm |
| Kuantitas | Catatan |
| 3 set | Bahan wadah membran 304 atau 316L |
| 57 buah | Total luas membran yang terpasang adalah 28,5 meter persegi, dengan kapasitas kerja 6-8 m/jam (melalui cairan) |
| 1 unit | |
| Area host filtrasi (tidak termasuk pompa dan tangki air pembersih) |
Karakteristik perangkat ultrafiltrasi silikon karbida generasi pertama:
1. Kapasitas kerja satu perangkat ultrafiltrasi silikon karbida adalah 1,5-2 kali lebih besar dari perangkat ultrafiltrasi membran tubular organik PVDF tradisional;
2. Luas permukaannya seperempat dari luas permukaan filter ultrafiltrasi membran tubular organik PVDF tradisional;
3. Ultrafiltrasi silikon karbida hampir tidak memiliki biaya penggantian untuk komponen membran;
4. Pengoperasian tidak memerlukan pertimbangan pendinginan, dan dapat beradaptasi dengan lingkungan kerja mulai dari 60 derajat hingga 120 derajat.
Koneksi paralel inti tunggal generasi pertama membran tubular silikon karbida ultrafiltrasi
Konfigurasi peralatan utama
| Nama | Parameter |
| Wadah Membran | Kemasan inti tunggal, wadah membran set tunggal digunakan untuk mengisi 1 elemen membran tubular silikon karbida model JMfiltec-SICT-40-H-19-1200-DZ. Segel terbuat dari bahan FKM kerucut tunggal |
| Elemen Membran | Modelnya adalah JMfiltec-SICT-40-H-19-1200 -DZ, luas filter tunggal adalah 0.5 meter persegi |
| Pompa Sirkulasi | Q Lebih besar atau sama dengan 140m3/jam, H=28m, N=18.5Kw |
| Luas Wilayah Pendudukan Lahan | Panjang × lebar × tinggi=3100 × 1100 × 1600mm |
| Kuantitas | Catatan |
| 60 set | Bahan wadah membran 304 atau 316L |
| 60 buah | Total luas membran yang terpasang adalah 30 meter persegi, dan kapasitas kerjanya adalah 6~8m³/jam (cairan permeat) |
| 1 pasang | |
| Area host filtrasi (tidak termasuk pompa dan tangki air pembersih) |
Karakteristik ultrafiltrasi silikon karbida generasi kedua:
1. Kapasitas kerja satu perangkat ultrafiltrasi silikon karbida adalah 1,5-2 kali lebih besar dari perangkat ultrafiltrasi membran tubular organik PVDF tradisional;
2. Luas permukaannya dua pertiga dari filter ultrafiltrasi membran tubular organik PVDF tradisional;
3. Ultrafiltrasi silikon karbida hampir tidak memiliki biaya penggantian untuk komponen membran;
4. Dibandingkan dengan ultrafiltrasi silikon karbida generasi pertama, komponen membran tunggal mudah diganti setelah rusak; ultrafiltrasi silikon karbida generasi pertama memerlukan pembongkaran wadah membran inti 19 untuk pemeriksaan komponen membran yang rusak, yang merupakan proses yang rumit.
5. Pengoperasian tidak memerlukan pertimbangan pendinginan, dan dapat beradaptasi dengan lingkungan kerja mulai dari 60 derajat hingga 120 derajat.
Penyebab Kontaminasi Membran
Laju aliran cairan umpan rendah
Secara umum, laju aliran pada permukaan membran ultrafiltrasi mudah dikontrol pada 2,1 m/s. Pada laju aliran rendah, lapisan gel akan menempel pada permukaan membran ultrafiltrasi, dan laju penetrasi akan menurun dengan cepat.
Penggantian tidak lengkap selama penghentian ultrafiltrasi
Saat mematikan, perlu untuk mendorong keluar sol silika di dalam modul membran dan melakukan perlindungan atau pembersihan kimia. Jika tidak diganti sepenuhnya tepat waktu, sol silika akan mengendap di permukaan membran, membentuk lapisan membran perekat, yang memengaruhi kecepatan transmisi.
Dampak dari material cair itu sendiri
Reaksi yang tidak sempurna dan stabilitas koloid yang buruk dapat dengan mudah mengontaminasi membran ultrafiltrasi.
Tindakan pencegahan pengotoran membran
Perlunya pembersihan:
Setelah dioperasikan beberapa lama, membran ultrafiltrasi sering mengalami penyumbatan membran dan polarisasi konsentrasi. Penyumbatan membran disebabkan oleh pengendapan komponen tertentu pada permukaan membran dan di dalam pori-pori, yang mengakibatkan perubahan ukuran pori. Fenomena polarisasi konsentrasi mengacu pada gradien konsentrasi yang terbentuk pada permukaan membran dengan mencegat komponen dalam arah yang berlawanan dengan filtrasi. Kedua fenomena ini hidup berdampingan selama proses konsentrasi sol silika, yang menyebabkan penurunan yang signifikan dalam kapasitas filtrasi membran. Untuk memastikan permeabilitas membran yang tinggi (yaitu, kapasitas transfer pelarut per satuan luas permukaan) dan laju retensi yang signifikan (yaitu, membran memiliki kemampuan untuk menahan zat terlarut di atas berat molekul tetap), sistem ultrafiltrasi beroperasi selama satu siklus (biasanya memusatkan satu tangki material) dan menjalani pembersihan pelindung dengan air yang meresap. Setelah periode operasi tertentu atau ketika laju aliran masuk berada di bawah kisaran parameter, pembersihan kimia harus dilakukan tepat waktu.
Efek pembersihan:
Hapus komponen yang mengendap di pori-pori membran yang mempengaruhi permeabilitas membran; Hapus zat garam dengan berat molekul rendah dari pori-pori membran; Kegagalan membentuk sol silika dengan ukuran partikel yang memadai; Hapus partikel produk yang mengendap di dalam tabung membran ultrafiltrasi; Desinfeksi jalur pipa untuk mengendalikan pertumbuhan dan reproduksi bakteri; Bersihkan katup pipa, pompa, dan bagian lainnya.
Metode pembersihan:
Setelah setiap batch terkonsentrasi, bilas membran dengan air pelindung selama 15 menit; Setelah beroperasi selama 50 jam, lakukan pembersihan kimia (biasanya menggunakan larutan NaOH 5% sebagai agen pembersih), produksi intermiten memerlukan pembersihan harian. Agen pembersih dapat digunakan kembali beberapa kali.
Pencegahan kontaminasi membran
1. Perhatikan laju aliran pompa sirkulasi dan pastikan tekanan memenuhi kebutuhan perangkat ultrafiltrasi;
2. Bila membran tidak digunakan dalam jangka waktu lama, perhatikan anti korosi dan penyegelan air;
3. Membuat file operasi ultrafiltrasi
4. Dilengkapi dengan sistem penyaringan presisi dan kantong filter yang dibersihkan secara berkala;
5. Pastikan sol silika yang melewati perangkat ultrafiltrasi memiliki penurunan tekanan dan laju aliran permukaan membran yang normal;
7. Bila mematikan mesin untuk jangka waktu tertentu, mesin harus segera dibersihkan dan ditutup dengan air untuk memastikan permukaan membran tetap lembab.