據中國過濾設備網2008年9月5日訊 隨著科技和工業化生產的發展,能源、資源、三廢治理等問題更加受到重視。尤其是生物化工、精細化工、能源材料等高技術領域的迅速發展,對液、固分離技術的研究和開發提出更高的要求,高分離精度、高運行效率的微孔過濾技術及微孔過濾材料愈來愈引起人們的重視。微孔陶瓷材料由于具有孔隙率高、透氣阻力小、可控孔徑、清洗再生方便以及耐高溫、高壓、耐化學介質腐蝕等特點,在許多領域具有較大的應用市場。以微孔陶瓷材料做過濾介質的陶瓷微過濾技術及陶瓷過濾裝置由于其不僅解決了高溫、高壓、強酸堿和化學溶劑介質等難過濾問題,而且由于本身具有過濾精度高、潔凈狀態好以及容易清洗、使用壽命長等特點,目前已在石油、化工、制藥、食品、環保和水處理等領域得到廣泛應用。 進入新世紀以來,中材高新先后承擔了科技部中小型企業創新基金項目、科研院所社會公益基金項目、科技部技術開發研究專項資金項目及國家863計劃等重大科研項目的研究工作。目前,在微孔陶瓷材料的制備工藝及性能檢測、陶瓷過濾器的設計及應用、陶瓷微濾膜及高溫氣體凈化用陶瓷過濾材料及過濾裝置的研制及開發方面具國內領先地位。 中材高新下屬的過濾陶瓷部是一個集陶瓷過濾材料、過濾裝置的研究、開發、設計及生產為一體的高科技實體,擁有近20項省、部級科研成果和專利技術,是目前國內研制、生產微孔陶瓷系列制品及陶瓷過濾器種類最多、應用面最廣、生產技術較為成熟的專業生產廠家。其主要產品包括各種規格的微孔陶瓷過濾元件和微孔陶瓷過濾器、高性能陶瓷膜過濾元件及陶瓷膜過濾裝置、高溫氣體凈化(高溫除塵)用高溫陶瓷過濾材料及高溫陶瓷除塵器、高溫融體過濾用泡沫陶瓷過濾元件以及陶瓷凈水器、陶瓷曝氣器、陶瓷消聲器、各種陶瓷電解隔膜等。產品已廣泛應用于化工、制藥、冶金、水處理及環保工業。 國內外發展現狀 國外多孔陶瓷材料研究開發和應用已有80余年歷史,陶瓷膜產品研制、開發、應用也有近30年歷史,其產品的產業化、商業化程度已達到較高的水平,產品的技術水平也有了很大提高。20世紀50年代,法國、美國等先后開發了各種SiC、莫來石、ZrO2、陶瓷纖維等氣、液過濾、微生物處理用微孔陶瓷過濾元件,主要用于化工、食品、飲料及水處理行業。20世紀70年代日本等國家在高溫氣體凈化、煙氣除塵用多孔陶瓷過濾材料研究方面取得了較大進展,如日本旭硝子公司等生產的高溫陶瓷過濾器在化鐵爐等高溫煙氣除塵方面大量推廣應用。從20世紀80年代開始,國外在陶瓷膜的研究及開發應用、高溫陶瓷熱氣體凈化技術方面研究又取得較大的突破。目前國外已有專業的多孔陶瓷材料及陶瓷膜材料生產廠家300余家,如日本NGK和TDK、法國的CERVER、美國的Corning和Filter、烏克蘭的Fairey工業陶瓷公司、芬蘭奧托昆明克公司等。其中美國過濾器公司已成為目前全球最大的無機陶瓷分離膜及設備供應商,芬蘭奧托昆明克公司生產的陶瓷真空圓盤過濾機目前已在100多個國家使用。美國Anguil環境系統公司生產的自潔式高溫陶瓷過濾器采用了陶瓷過濾和催化凈化技術,目前已有1600余套高溫氣體過濾裝置在各個領域應用。 相比之下,國內在多孔陶瓷材料產業發展方面與國外先進國家相比存在明顯不足,其中一方面是國內多孔陶瓷材料的發展技術不平衡,其二是國內絕大多數對多孔陶瓷材料缺乏必要的了解。近年來,在國家科技攻關政策的扶持下,尤其是在國家環保、節能政策的引導下,國內多孔陶瓷材料及膜材料技術有了較快的發展,產業化及市場化規模逐漸擴大。如中材高新材料股份有限公司(山東工業陶瓷研究設計院)在長期研究、開發多孔陶瓷材料基礎上,近幾年在國家幾項重大科研項目支持下,目前已在陶瓷微濾材料、高溫陶瓷過濾材料及膜材料方面逐漸形成了自己的技術優勢,并且在產品市場推廣和產業化方面有了一定規模。江蘇久吾高科技股份有限公司、合肥世杰膜工程有限責任公司等在陶瓷膜材料制備技術方面也在一定程度上達到國外先進水平。不容諱言,多孔陶瓷材料由于受產品制造水平及應用技術的限制,目前在國內過濾分離領域所占的市場份額較小,產品的產業化水平普遍較低。但可以預言,隨著國內化工形式好轉、能源和環保產業政策的扶持以及國外同行業技術的不斷發展和應用市場的不斷擴大,多孔陶瓷材料產業在國內將會迎來更好的發展前景。 市場應用 從多孔陶瓷材料及膜材料的性能特性來講,由于其具有良好的耐熱性能和介質腐蝕性能,因此可以應用于除HF、熱磷酸以外所有介質過濾。另外,多孔陶瓷過濾材料高的過濾精度(0.1μm)、在線清洗性能以及自潔性能(無度無味、對介質無污染)和良好的操作性能,使其在許多領域具有好的推廣應用前景。 ■石油、化學工業 石油、化學工業領域常涉及到工藝原料氣、工藝原料液凈化問題,其中少量固體必須最大限度除去。由于原料氣、液常涉及高溫、高壓或強腐蝕性,其他分離材料無法應用,只能采用陶瓷材料。目前很多廠家都有這種要求,如堿廠濾液過濾、聚晴胺工藝料液凈化,分子篩、催化劑生產過程中產品回收,鈦白粉生產中偏鈦酸細微粒子回收,超細粉體生產過程中產品回收,鹽水及氯化鈣等溶液的過濾等。另外,陶瓷過濾器在國內各大煉油廠中航空煤油過濾、催化氣體凈化、石蠟加氫工藝中也得到推廣應用。 ■制藥及食品行業 制藥及食品行業常涉及活性炭進行脫色過濾及催化劑過濾問題。由于這些介質過濾通常要求過濾精度比較高,又常涉及到高溫(60~150℃)和腐蝕性溶液等,采用傳統的袋式過濾器或離心過濾機一般很難達到好的去初效果或根本無法使用。使用微孔陶瓷或陶瓷膜過濾器則可很容易解決這個問題,它不但可以提高濾液質量,而且濾芯清洗再生效果好,可長時間連續使用。 ■無菌空氣及壓縮氣體凈化 采用微孔陶瓷過濾器進行空氣的無菌處理具有潔凈狀態好、濾速高、凈化效果好、再生周期長(1~2月)、清洗效果好、可高溫消毒殺菌等特點,在制藥、啤酒行業發酵用無菌空氣制備方面具有很好的應用前景。因此,采用微孔陶瓷過濾器代替價格昂貴的金屬過濾器用于食品、釀造及制藥行業發酵無菌空氣的制備是完全可行的。另外,陶瓷過濾器用于高壓壓縮氣體的凈化,用于除油、除雜質,在國內也得到推廣應用。其次,陶瓷過濾器在高壓高溫蒸氣(150~200℃)凈化方面也有較大的應用市場。 ■水處理 在水處理領域,陶瓷過濾材料可應用于生活飲用水處理、工廠工藝用水制備、工業循環水凈化及工業污水和城市生活廢水處理等。如采用硅藻土質陶瓷濾芯進行家庭生活飲用水凈化,具有獨特的除菌和再生性能,目前已在中國、韓國、美國、英國、日本和中國臺灣等得到大量開發和應用。陶瓷過濾材料用于工業冷卻水處理及酸堿性廢水處理,目前已在國內的蓄電池行業、石化行業、電廠中取得了較
|