أنبوب فلتر خزفي مفرغ من كربيد السيليكون عالي الدقة مع قاع دائري

أنابيب تصفية كربيد السيليكون:

أنبوب فلتر كربيد السيليكون هو مادة ترشيح سيراميكية مسامية عالية الأداء، وتُستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات نظرًا لخصائصها الاستثنائية.

أنبوب فلتر كربيد السيليكون هو عنصر ترشيح أسطواني الشكل يحتوي على عدد كبير من المسام الدقيقة المتصلة ببعضها. ويُصنع أساسًا من كربيد السيليكون (SiC) عالي النقاء من خلال عمليات تشكيل متخصصة (مثل القولبة بالضغط أو القولبة الإزостاتيكية) وتكنولوجيا التلبيد عند درجات حرارة عالية.

مبدأها الأساسي هو الترشيح السطحي: عندما يمر سائل يحتوي على جسيمات صلبة من خلال جدار الأنبوب، يتم احتجاز الجسيمات على السطح أو ضمن الطبقة السطحية الضحلة، مشكلةً طبقة ترسيب تُعرف بـ "كعكة الترشيح". ويمر السائل النقي من خلال المسام الدقيقة. ومع زيادة سماكة كعكة الترشيح، يمكن إزالتها عن طريق نبض عكسي أو غسيل عكسي، مما يسمح بإعادة تجديد الأنبوب وإعادة استخدامه.

الوصف التفصيلي:

1. الخصائص والمزايا الرئيسية

ينبع الاهتمام الكبير بأنابيب الترشيح المصنوعة من كربيد السيليكون من خصائصها المادية الاستثنائية:

1). استقرار كيميائي ممتاز:

مقاوم لتآكل الأحماض والقلويات، ويمكنه العمل بثبات في بيئات كيميائية قاسية ذات درجة حموضة تتراوح بين 0 و14، مما يجعله مناسبًا لترشيح الأحماض القوية، والقواعد القوية، ومحاليل الأملاح، ووسائط أخرى.

2). استقرار حراري فائق:

مقاومة استثنائية للحرارة العالية، مع درجة حرارة تشغيل تصل إلى 800°م ويمكنها التحمل قصير المدى حتى 1600°م. مما يجعلها ضرورية للتطبيقات مثل تصفية غازات العادم ذات الحرارة العالية وتصفية المعادن المنصهرة.

3). قوة ميكانيكية استثنائية:

تمتلك مقاومة عالية للضغط والانحناء والصلابة. كما توفر مقاومة جيدة للتآكل وعمر خدمة طويل، ويمكنها تحمل فروق ضغط كبيرة وتأثيرات التنظيف المتكررة بالعكس.

4). دقة ترشيح عالية ونقاء ممتاز:

يتيح التوزيع الموحّد لأحجام المسام تصنيعها بمستويات دقة مختلفة، من الميكرون إلى النانومتر (مثلاً من 0.1 مايكرون إلى 100 مايكرون). وهي تزيل الجسيمات الدقيقة بكفاءة، مما يضمن نقاء عاليًا للسائل المنتfiltrated.

5). نفاذية جيدة ومقاومة تدفق منخفضة:

بفضل نسبة المسامية المفتوحة العالية (عادةً بين 30٪ و50٪) وهيكل المسام المتصل، فإنها توفر مقاومة منخفضة لتدفق السوائل، وسرعة تصفية عالية، واستهلاكًا نسبيًا منخفضًا للطاقة.

2. مجالات التطبيق الرئيسية:

تُستخدم أنابيب الترشيح المصنوعة من كربيد السيليكون في مجموعة واسعة من التطبيقات، وأبرزها المجالات التالية:

1). الصناعة الكيميائية والبتروكيميائية:

استرجاع العوامل المساعدة: تصفية جسيمات العوامل المساعدة المصنوعة من المعادن الثمينة من السوائل الناتجة عن التفاعل.

تنقية الغازات الصناعية: إزالة الغبار وقطرات السوائل من غازات التركيب (syngas) والغازات الذيلية وغيرها.

الترشيح الدقيق للأحماض والقواعد والمحاليل، لضمان نقاء المنتج وسلامة المعدات.

2). الحماية البيئية (معالجة غازات المداخن عالية الحرارة):

إزالة الغبار من غازات المداخن ذات درجات الحرارة العالية الناتجة عن المحارق والغلايات التي تعمل بالفحم وأفران الأسمنت وغيرها. وهي المادة الأساسية المستخدمة في شموع الفلاتر الخزفية العاملة عند درجات حرارة عالية، حيث تعمل مباشرةً دون الحاجة إلى خطوات التبريد، وتتميز بكفاءة عالية وقدرة على التعامل مع الأتربة اللزجة.

3). صهر المعادن وصناعة السبائك:

ترشيح المعادن المنصهرة: تنقية الألمنيوم والكopper والحديد المنصهرين وغيرها لإزالة الشوائب غير المعدنية (مثل الأكاسيد والخبث)، مما يحسن بشكل كبير من جودة الصب.

تُستخدم غالبًا في أنظمة الصب على شكل كتل سداسية أو طوب مسامي.

4). الصناعة الدوائية والغذائية:

تُستخدم في الترشيح الدقيق والتعقيم من السوائل الصيدلانية، ومرق التخمير، والشراب، والمشروبات، والزيوت الصالحة للأكل، إلخ، مستفيدةً من خصائصها النظيفة وغير الملوثة.

5). الطاقة الجديدة والمواد الجديدة:

تُستخدم في عمليات إنتاج البولي سيليكون، ومواد كاثود/أنود بطاريات الليثيوم، إلخ، من أجل ترشيح الملاط وإعادة تدوير مساحيق النانو القيّمة.

3. الأشكال الشائعة لأنابيب تصفية كربيد السيليكون

1) أنبوب مفرد: شكل أنبوبي قياسي، غالبًا ما يحتوي على حواف أو نهايات متحدة القطر لتسهيل التركيب والختم.

2) كتلة سداسية: تحتوي على عدد كبير من القنوات المتوازية، وتُستخدم بشكل أساسي في تصفية المعادن المنصهرة، وتوفر معدلات تدفق عالية.

3) أنبوب متعدد القنوات (عنصر مرشح شمعي): شكل يشبه الشمعة، مغلق من أحد الطرفين، ويحتوي على العديد من المسام الدقيقة في جدار الأنبوب. وهو الشكل الأكثر شيوعًا في التطبيقات الكيميائية ومعالجة غازات المداخن، ويتم تجميعه في وحدات ترشيح كبيرة.

4. إجراءات الوقاية أثناء الاستخدام

1). التركيب والختم: يجب التعامل بعناية أثناء التركيب لتجنب الصدمات. يجب أن تكون بنية الختم مصممة بشكل جيد لمنع تجاوز السوائل.

2). الحساسية تجاه الصدمة الحرارية: على الرغم من أن كربيد السيليكون يتمتع بمقاومة جيدة للصدمة الحرارية، إلا أنه ينبغي تجنب التغيرات المفاجئة في درجة الحرارة (مثل إدخال سائل بارد فجأة إلى أنبوب ترشيح ساخن) لمنع التشققات.

3). الانسداد والتنظيف:

التنظيف الفيزيائي: باستخدام هواء مضغوط للنفخ العكسي، أو التنظيف بالموجات فوق الصوتية، أو الغسل العكسي باستخدام ماء نقي، إلخ.

التنظيف الكيميائي: بالنسبة للتلوث الكيميائي، يمكن استخدام محاليل حمضية أو قاعدية للنقع والتنظيف، والاستفادة من مقاومته للتآكل لإعادة التنشيط الكامل.

4). التحكم في فرق الضغط: راقب فرق الضغط بين المدخل والمخرج أثناء التشغيل. يشير ارتفاع فرق الضغط إلى وجود طبقة ترشيح سميكة للغاية أو انسداد في الأنبوب، مما يستدعي إجراء نبضات عكسية في الوقت المناسب لإعادة التنشيط.

 
البيانات الفنية