調(diào)節(jié) pH:通過(guò)添加酸(如硫酸)或堿(如 NaOH)破壞表面活性劑的電離平衡,削弱乳化穩(wěn)定性(如 pH 調(diào)至 2~3 或 10~12)。
溫度控制:適當(dāng)升溫(40~60℃)降低油相黏度,促進(jìn)油滴聚結(jié),但需避免超過(guò)膜耐受溫度(陶瓷膜通常耐溫≤300℃)。
操作參數(shù):
轉(zhuǎn)速:1500~2500 轉(zhuǎn) / 分鐘,剪切力強(qiáng)度與膜污染控制平衡。
跨膜壓力:0.1~0.3MPa(微濾)或 0.3~0.6MPa(超濾),避免高壓導(dǎo)致膜損傷。
循環(huán)流量:保證錯(cuò)流速度 1~3m/s,維持膜表面流體湍流狀態(tài)。
分離過(guò)程:
乳化油在旋轉(zhuǎn)膜表面被剪切力破壞,小分子水和可溶性物質(zhì)透過(guò)膜孔形成濾液,油滴、雜質(zhì)被截留并隨濃縮液循環(huán)。
濃縮倍數(shù)根據(jù)需求調(diào)整,通??蓪⒂拖酀舛葟?0.1%~1% 濃縮至 10%~30%。
濾液處理:透過(guò)液含少量殘留有機(jī)物,可經(jīng)活性炭吸附或生化處理后達(dá)標(biāo)排放,或回用于生產(chǎn)工序。
濃縮液回收:濃縮油相可通過(guò)離心、蒸餾等方法進(jìn)一步提純,回收的油可作為燃料或原料回用,降低處理成本。
跨膜壓差穩(wěn)定在 0.15-0.66bar,固含量升高時(shí)通量波動(dòng)小于 10%。旋轉(zhuǎn)陶瓷膜新型分離設(shè)備
應(yīng)用場(chǎng)景:石油化工中分子篩催化劑、貴金屬催化劑的分離回收。
優(yōu)勢(shì):截留微米級(jí)催化劑顆粒(5-50μm),回收率達(dá) 98% 以上,降低催化劑損耗。替代離心分離,減少能耗與設(shè)備磨損,運(yùn)行成本降低 20%-30%??商幚砀唣ざ确磻?yīng)液,適應(yīng)聚合反應(yīng)后的催化劑分離。
應(yīng)用場(chǎng)景:活性染料、納米二氧化鈦漿料的濃縮與雜質(zhì)去除。
優(yōu)勢(shì):截留染料分子(分子量≥500Da),濃縮液固含量可達(dá) 20%-30%,提升后續(xù)干燥效率。去除無(wú)機(jī)鹽和小分子雜質(zhì),改善染料色牢度與純度。陶瓷膜抗污染性強(qiáng),可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,延長(zhǎng)清洗周期。
應(yīng)用場(chǎng)景:醫(yī)藥化工廢水中有機(jī)物(如抗生藥物、有機(jī)溶劑)的分離與回用。
優(yōu)勢(shì):處理高濃度有機(jī)廢水(COD≥10000mg/L),可實(shí)現(xiàn)部分有機(jī)物濃縮回收。與生化處理聯(lián)用,提高廢水可生化性,降低后續(xù)處理負(fù)荷。陶瓷膜耐污染物沖擊,壽命長(zhǎng)達(dá) 3-5 年,減少更換成本。
應(yīng)用場(chǎng)景:聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)溶液的濃縮與脫鹽。
優(yōu)勢(shì):精確控制分子量截留,避免聚合物降解,濃縮后溶液黏度穩(wěn)定。替代蒸發(fā)濃縮,能耗降低 40%,同時(shí)減少聚合物結(jié)垢問(wèn)題。設(shè)備占地面積小,適合車間緊湊布局。 電解液成膜添加劑VC中動(dòng)態(tài)錯(cuò)流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜設(shè)備應(yīng)用范圍正極材料(碳酸鋰、磷酸鐵鋰)生產(chǎn)中提升漿料固含量。
與傳統(tǒng)的管式陶瓷膜靜態(tài)過(guò)濾相比,旋轉(zhuǎn)陶瓷膜動(dòng)態(tài)錯(cuò)流過(guò)濾展現(xiàn)出多方面的優(yōu)勢(shì)。在過(guò)濾效率上,傳統(tǒng)管式陶瓷膜靠泵提升待處理液流速形成錯(cuò)流過(guò)濾,有效過(guò)濾時(shí)間短,清洗頻繁。而旋轉(zhuǎn)陶瓷膜通過(guò)膜片高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)抗污染,在膜表面產(chǎn)生的高速剪切力形成湍流,持續(xù)高效地清洗膜表面,使得過(guò)濾通量得以大幅提升,連續(xù)穩(wěn)定過(guò)濾時(shí)間明顯延長(zhǎng)。在能耗方面,管式陶瓷膜需大流量循環(huán)泵沖刷膜表面,功率消耗大,而旋轉(zhuǎn)陶瓷膜馬達(dá)功率低,系統(tǒng)節(jié)能效果明顯,相較于管式陶瓷膜可節(jié)能 60% - 80%。對(duì)于處理高粘度、高固含量的物料,傳統(tǒng)過(guò)濾技術(shù)往往力不從心,旋轉(zhuǎn)陶瓷膜憑借其獨(dú)特的動(dòng)態(tài)錯(cuò)流方式和開(kāi)放式流道設(shè)計(jì),可耐受高濃度、高粘度物料,不會(huì)輕易出現(xiàn)膜堵塞問(wèn)題。
旋轉(zhuǎn)陶瓷膜動(dòng)態(tài)錯(cuò)流技術(shù)在粉體洗滌濃縮中的應(yīng)用,是基于其獨(dú)特的 “動(dòng)態(tài)剪切 + 陶瓷膜分離” 特性,針對(duì)粉體物料洗滌效率低、能耗高、廢水處理難等問(wèn)題開(kāi)發(fā)的新型技術(shù)。
1. 動(dòng)態(tài)錯(cuò)流與旋轉(zhuǎn)剪切的協(xié)同作用
旋轉(zhuǎn)陶瓷膜組件在膜表面形成強(qiáng)剪切流,有效抑制粉體顆粒(如微米級(jí)或納米級(jí)粉體)在膜面的沉積和堵塞,解決傳統(tǒng)靜態(tài)膜 “濃差極化” 導(dǎo)致的通量衰減問(wèn)題。
錯(cuò)流過(guò)程中,料液中的雜質(zhì)(如可溶性鹽、有機(jī)物、細(xì)顆粒雜質(zhì))隨透過(guò)液排出,而粉體顆粒被膜截留并在旋轉(zhuǎn)剪切力作用下保持懸浮狀態(tài),實(shí)現(xiàn) “洗滌 - 濃縮” 同步進(jìn)行。
2. 陶瓷膜的材料特性優(yōu)勢(shì)
大強(qiáng)度與耐磨損:陶瓷膜(如 Al?O?、TiO?材質(zhì))硬度高(莫氏硬度 6~9),抗粉體顆粒沖刷能力強(qiáng),使用壽命遠(yuǎn)高于有機(jī)膜,適合高固含量粉體體系(固含量可達(dá) 10%~30%)。
耐化學(xué)腐蝕與耐高溫:可耐受強(qiáng)酸(如 pH 1)、強(qiáng)堿(如 pH 14)及有機(jī)溶劑,適應(yīng)粉體洗滌中可能的化學(xué)試劑環(huán)境(如酸洗、堿洗),且可在 80~150℃下操作,滿足高溫洗滌需求。
精確孔徑篩分:孔徑范圍 0.1~500 nm,可根據(jù)粉體粒徑(如納米級(jí)催化劑、微米級(jí)礦物粉體)精確選擇膜孔徑,確保粉體截留率≥99.9%,同時(shí)高效去除可溶性雜質(zhì)。 粉體漿料濃縮至固含量 65%-70%,節(jié)水量超 50% 且減少顆粒團(tuán)聚。
動(dòng)態(tài)錯(cuò)流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜的工作原理基于以下技術(shù)優(yōu)勢(shì):
陶瓷膜組件高速旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速通常1000~3000轉(zhuǎn)/分鐘),在膜表面形成強(qiáng)剪切流,明顯降低濃差極化和濾餅層厚度,避免膜孔堵塞。
乳化油流體在離心力和剪切力作用下,油滴與雜質(zhì)的運(yùn)動(dòng)軌跡被破壞,促進(jìn)油滴聚結(jié)和雜質(zhì)分離。
根據(jù)乳化油滴粒徑(通常0.1~10μm)選擇膜孔徑:
微濾(MF)膜(孔徑0.1~10μm):分離較大油滴及懸浮物。
超濾(UF)膜(孔徑0.01~0.1μm):截留膠體態(tài)油滴、表面活性劑及大分子雜質(zhì)。
陶瓷膜因耐污染、耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng),更適合乳化油的復(fù)雜工況。
旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力場(chǎng)與壓力場(chǎng)疊加,加速油滴向膜表面遷移,同時(shí)水相透過(guò)膜孔形成濾液,實(shí)現(xiàn)油相濃縮與水相凈化。 自主研發(fā)流速可調(diào)式旋轉(zhuǎn)膜設(shè)備,通過(guò)動(dòng)態(tài)剪切使通量提升至傳統(tǒng)膜 2-3 倍。動(dòng)態(tài)錯(cuò)流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜技術(shù)指導(dǎo)
溶膠 - 凝膠法制備的 SiC 陶瓷膜,通量提升 40% 且截留率穩(wěn)定。旋轉(zhuǎn)陶瓷膜新型分離設(shè)備
膜污染控制:高濃度多肽易在膜表面形成吸附層,需定期使用蛋白酶溶液(如胰蛋白酶)或表面活性劑進(jìn)行化學(xué)清洗,恢復(fù)膜通量至初始值的 90% 以上。
能耗優(yōu)化:通過(guò)變頻控制旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速,在保證膜通量的前提下降低能耗(如轉(zhuǎn)速?gòu)?3000 轉(zhuǎn) / 分鐘降至 2000 轉(zhuǎn) / 分鐘,能耗減少 20%,通量只下降 5%)。
工藝集成:與超濾、納濾等其他膜技術(shù)聯(lián)用,實(shí)現(xiàn)多肽的分級(jí)分離與精制,進(jìn)一步提高產(chǎn)品附加值。 旋轉(zhuǎn)陶瓷膜新型分離設(shè)備