När man ser tillbaka på branschens utveckling under det senaste århundradet, har utvecklingen av keramiska membranmaterial aldrig varit en teknisk gimmick, utan snarare ett oundvikligt resultat av successiva framsteg. Den här artikeln spårar hela utvecklingshistorien för keramiska membran, dessaker den underliggande logiken från utforskningen av flera material, populariseringen av aluminiumoxid, implementeringen av inhemsk produktion och iterationen till kiselkarbid, vilket får en förståelse för de viktigaste trenderna inom den oorganiska membranindustrin.
I. Ursprung från den militära industrin: Den första utforskningen född från "Special Separation" (1940-talet)
Det keramiska membranet utvecklades inte för vattenrening, utan för att tjäna isotoperseparationen inom kärnkraftsindustrin. På den tiden behövde industrin akut en bärare som var fysikaliskt och kemiskt stabil, inte reagerade med mediet, hade extremt liten porstorlek, stabil struktur och som kunde fungera under lång tid under svåra förhållanden. Det keramiska membranet uppfyllde just detta krav.
Bild: UF₆ (uranhexafluorid)
De keramiska membranen som utvecklades i detta skede var bara specialmaterial som användes i laboratorier. Deras porstorlekskontroll var grov och deras separationsprecision var låg, vilket gjorde dem helt olämpliga för industriell flytande vattenbehandling. Men de lade grunden för kärnegenskaperna för "stabilitet och korrosionsbeständighet" i efterföljande keramiska membranteknologier.
II. Framväxten av aluminiumoxidkeramiska membran: lösa problemet "från 0 till 1" vid industriell vattenbehandling (1960-1990-talet)
Med den snabba utvecklingen av den globala industrin har efterfrågan på vätskeklarning och materialseparering inom livsmedels- och dryckesindustrin och grundläggande kemiska industrier exploderat. Traditionell plåt- och ramfiltrering och filterpapper är inte tillräckligt exakta och förorenas lätt. Industrin behöver akut ett återanvändbart och tvättbart oorganiskt filtermaterial, och keramiska ultrafiltreringsmembran har dykt upp för att möta detta behov.
Efter benchmarking mot olika oorganiska material har aluminiumoxid blivit det optimala valet för civila industriella tillämpningar. Även om det inte är det-högst presterande oorganiska materialet, har det betydande fördelar i massproduktion: rikliga bauxitreserver, låga materialkostnader, mogen låg-temperatursintringsteknik, hög standardiseringsgrad av färdiga produkter, balanserade fysikalisk-kemiska egenskaper under normala driftsförhållanden och kontrollerbara produktions- och underhållskostnader under hela livscykeln. Det är ett oorganiskt membranmaterial lämpligt för stor- global distribution.
Aluminiumoxid keramiska membran har framgångsrikt tagit itu med de grundläggande kraven på "stabilitet och återanvändbarhet" i industriell filtrering, och blivit det första keramiska membranet att uppnå verklig industriell tillämpning.
III. Industriell lokalisering: inhemska aluminiumoxidkeramiska membran uppnår oberoende massproduktion (tidigt 2000-tal)
I början av 2000-talet ökade den inhemska efterfrågan på industriell filtrering. Emellertid var aluminiumoxid keramiska membran helt monopoliserade av utländska leverantörer, vilket resulterade i höga kostnader och försenad efter-service. Därför blev den inhemska ersättningen av oorganiska membran en nödvändighet för industrin. Inhemska forskningsinstitutioner och företag samarbetade för att uppnå oberoende massproduktion av inhemskt tillverkade keramiska aluminiumoxidmembran. Inhemsk produktion minskade applikationskostnaderna avsevärt och fyllde luckor i den lokala industrikedjan.
Betydelsen av inhemskt producerat aluminiumoxidmembran:
l Detta minskar avsevärt appliceringskostnaden för keramiska membran i konventionella vattenbehandlingsscenarier, vilket gör oorganiska membran mer överkomliga för fler företag.
l Detta har främjat mognaden hos den inhemska keramiska membranindustrins kedja och ackumulerat en teknisk grund för efterföljande forskning och utveckling av avancerade material.
Bild: Aluminiumoxid keramiskt membran
Dess kärnprestandabrister har dock inte övervunnits. Det är fortfarande svårt att arbeta stabilt under lång tid inför hög salthalt, hög temperatur och stark syra-baskopplingsförhållanden i industrier som ny energi och saltsjökemisk industri. High-marknaden är fortfarande upptagen av specialmembranmaterial utomlands.
IV. Genombrott för keramiska kiselkarbidmembran: lösningar skräddarsydda för "extrema arbetsförhållanden" (under det senaste decenniet)
Under det senaste decenniet eller så har litiumbatteriet, litiumutvinning från saltsjöar och halvledarindustrier uppstått, vilket skapar avloppsvatten med fem extrema kopplade förhållanden: hög salthalt, hög temperatur, stark syra och alkali, hög organisk substans och höga fasta partiklar. Aluminiumoxid är stabilt under normala driftsförhållanden, men dess flöde avtar snabbt under extrema förhållanden, vilket gör det olämpligt för företags kontinuerliga produktionsbehov med låga-avbrottstid, vilket visar på bristen på dedikerade oorganiska membran av hög kvalitet.
Baserat på de stränga kraven på hög-driftsförhållanden och genom branschgenombrott inom hög-temperatursintringsteknik, har kiselkarbidkeramiska membran utvecklats. De ärver helt de centrala fördelarna med oorganiska membran, såsom lång livslängd, hög tillförlitlighet, förmåga att hålla kvar suspenderat organiskt material och upprepad rengöringsförmåga. Med en överlägsen kristallin porstruktur är de lämpliga för olika extrema och komplexa vattenkvaliteter, och åtgärdar bristerna hos aluminiumoxidmembran under driftförhållanden.
V. Framtida industritrender: Drivet av både policy och efterlevnad är oorganiska keramiska membran redo att bli den långsiktiga-vanliga trenden.
Konventionella ultrafiltreringsmembran visar ingen signifikant skillnad i deras förmåga att hålla kvar föroreningar, och urvalet baseras till stor del på kostnads- och underhållsvanor; branschens långsiktiga-trender bestäms dock av både nationella industripolicyer och globala PFAS-efterlevnad.
Nationell industripolitik stärker industrin:keramiska membran med hög-prestanda ingår i de nationella nyckelkatalogerna för nya material och miljöskyddsuppmuntrade utrustningar. Två typer av keramiska membran ingår i den prioriterade upphandlingslistan över viktiga nya material; Noll-emissionsprojekt för uppgradering av keramisk membranteknologi får subventioner på upp till 30 miljoner yuan per projekt; specialprojektet för den 14:e- femårsplanen fortsätter att stödja forskning och utveckling av inhemska membranmaterial. Tillsammans med dubbel-utveckling av kol, återanvändning av vattenresurser och uppgraderingar av miljöskydd har branschens urvalskriterier skiftat från "användbart" till "hållbart och lågt-underhåll", med tydliga nationella riktlinjer: keramiska membran föredras för komplex vattenrening, och lokaliseringen av hög-membranmaterial främjas.
PFAS-överensstämmelse:Med PFAS-regler implementerade i Europa och USA skärps inhemska kontroller gradvis. Kommersiell organisk membranproduktion innebär ofta tillsats av fluorerade tillsatser, vilket utgör en PFAS-föroreningsrisk under hela dess livscykel. Ledande företag har successivt fasat ut fluorerade organiska filtermaterial.
Oorganiska keramiska membran tillverkas utan fluor, är stabila i egenskaper, har inga PFAS-efterlevnadsrisker, har en livslängd som är 3-5 gånger så lång som organiska membran och genererar mindre fast avfall. De uppfyller gröna produktionskrav och kommer att bli det vanliga valet för medelhög-till-avancerad filtrering på medellång till lång sikt.
Företagsintroduktion - JMFILTEC fokuserar på forskning och utveckling av keramiska kiselkarbidmembran
Zhejiang Jianmo Technology Co., Ltd. har åtagit sig att utveckla de mest robusta och hållbara kiselkarbidmembranmaterialen. Grundarteamet startade relaterat FoU-arbete på kiselkarbidmembranmaterial 2011 och har nu beviljats 8 uppfinningspatent, ansökt om nästan 50 uppfinningspatent och 6 PCT-patent.
Som ett nationellt-högteknologiskt företag och ett "specialiserat, raffinerat och innovativt"företag i Zhejiang-provinsen har JMFILTEC alltid hållit fast vid utvecklingsfilosofin "kund-centrerad och teknik-driven", och strävat efter att skapa-kiselkarbidmembranprodukter i världsklass. För närvarande täcker företagets produkter rörformiga membran, platta-membran, kolonnmembran och annan härledd utrustning, som används i stor utsträckning vid rening av dricksvatten, rening av återvunnet vatten, avsaltning av havsvatten, separation av kemiska processer, salt- och klor-alkalikemisk produktion, gruvvattenrening, halvledarmikroelektronisk rening av livsmedel och impurval, livsmedelsteknik, från saltsjöar, produktion av ny energikatod och anod, återvinning av solcellsavfallsvätskor och utvinning av oljeskiffergas, bland många andra områden. Med sina kärnfördelar med stark korrosionsbeständighet, hög genomströmning, lång livslängd och enkel rengöring, har den fått erkännande från kunder och marknad, vilket gör den mycket konkurrenskraftig på den internationella marknaden.
Har du någonsin stött på situationer på-webbplatsen där "organiska membran inte kunde stå emot belastningen och aluminiumoxidmembran inte var tillräckligt stabila"? Vilka andra frågor har du angående tillämpning, underhåll och kostnadsjämförelse av kiselkarbidmembran? Kontakta oss gärna.
Om det här problemet får ett positivt svar kommer vi att använda det som utgångspunkt för att lansera kolumnen "Allmän kunskap om membranmaterial", med efterföljande artiklar som ger detaljerade förklaringar.