Nastavitelná pórovitost filtračních tyčinek ze silikonového karbidu, filtrační trubice pro nečistoty ve vodě

1. Úvod do filtru z karbidu křemíku:

Filtrační trubice z karbidu křemíku (SiC) jsou vysoce výkonné keramické filtrační komponenty navržené pro extrémní provozní podmínky. Jsou známé svou vynikající tepelnou stabilitou, mechanickou pevností a odolností proti korozi. Tyto vlastnosti je činí preferovanou volbou pro filtraci horkých plynů, tavenin kovů a různé jiné náročné průmyslové aplikace, kde by tradiční kovové nebo polymerové filtry selhaly.

2. Vlastnosti materiálu filtrační trubice z karbidu křemíku:

Vynikající výkon SiC filtračních trubic vyplývá z vnitřních vlastností materiálu karbidu křemíku:

• Vynikající tepelná stabilita a odolnost proti vysokým teplotám: Filtry SiC mohou pracovat nepřetržitě při teplotách až do 1 600 °C ve vysoce oxidačních atmosférách a ještě vyšších teplotách v inertních nebo redukujících prostředích. Odolávají tepelnému šoku, což znamená, že snesou rychlé změny teploty bez praskání.
• Vynikající mechanická pevnost: Vykazují velmi vysokou pevnost v tlaku a dobrou pevnost v ohybu tříbodovou metodou, díky čemuž vydrží významné rozdíly tlaků a mechanické zatížení během provozu i při zpětném pulzním čištění.
• Vynikající chemická inertnost a odolnost proti korozi: Karbid křemíku je vysoce odolný vůči útoku kyselin, zásad i roztavených kovů, což ho činí vhodným pro použití v silně korozivních prostředích.
• Vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení: SiC patří mezi jedny z nejtvrdších dostupných materiálů, které poskytují vynikající odolnost vůči abrazivním částicím v plynných nebo kapalných proudcích.
• Řízená pórovitost a vysoká účinnost filtrace: Trubice jsou vyrobeny s přizpůsobeným rozdělením velikosti pórů, obvykle v mikrometrovém rozsahu, což umožňuje vysoce účinné oddělování jemných částic.
• Dlouhá životnost: Kombinace těchto vlastností vede k filtru, který vydrží výrazně déle než alternativy, čímž se snižují prostoji a náklady na údržbu.

3. Základní princip fungování

SiC filtrační trubice pracují na principu povrchové filtrace.

• Filtrační cyklus: Znečištěná kapalina (plyn nebo kapalina) proudí z vnější strany trubice dovnitř. Částice jsou zachyceny na vnějším povrchu trubice, kde vytvářejí tzv. „filtrační koláč“, zatímco čistá kapalina prochází pórovitou stěnou z SiC a vystupuje z vnitřního otvoru.
• Čisticí cyklus (pro plynové filtry): V průběhu času se hromadící filtrační koláč zvyšuje tlaková ztráta na filtru. K regeneraci filtru je krátkým impulzem stlačeného vzduchu nebo plynu vstřikován zpětný směr (zevnitř ven). Tento impuls uvolní filtrační koláč, který padá do zásobníku pod ním a je odstraněn. Porézní struktura SiC trubice zůstává čistá a připravená na další filtrační cyklus.

Hlavní typy filtračních trubic ze SiC:

• Rekrystalizovaný karbid křemíku (RSiC): Vyrábí se slinováním SiC zrn při velmi vysokých teplotách bez přidání slinovacích přísad. Výsledkem je čistý, vysoce čistý materiál s vynikající odolností proti vysokým teplotám a chemickou čistotou, ideální pro nejnáročnější aplikace.
• Slisovaný karbid křemíku (SSiC): Sliskování s pomocí přísad, které umožňuje sliskování při nižších teplotách. Trubice SSiC často vykazují ještě vyšší mechanickou pevnost a mohou být vyráběny s velmi přesnou a rovnoměrnou velikostí pórů.
• Karbid křemíku s hlinkovým pojivem: Obsahuje hlinkové pojivo, díky čemuž je ekonomičtější, ale má mírně nižší odolnost proti teplotě a chemickou stabilitu ve srovnání s RSiC a SSiC. Často se používá pro filtraci tavenin kovů.

Výhody filtrační trubice z karbidu křemíku:

• Spolehlivost za extrémních podmínek: Nerozbitný výkon ve vysokoteplotních, vysokotlakých a agresivních prostředích.
• Vysoká účinnost filtrace: Schopnost odstraňovat částice menší než jeden mikrometr, což zajišťuje vysokou čistotu produktu a splnění přísných norem emisí do životního prostředí.
• Odolnost a dlouhá životnost: Odolnost proti tepelnému šoku, chemickému útoku a mechanickému opotřebení, což vede k dlouhé provozní životnosti a nižším celkovým nákladům na vlastnictví.
• Snadná regenerace: Tuhá struktura umožňuje vysoce účinné čištění zpětným pulzem, díky čemuž zůstává tlaková ztráta stabilní a nízká po tisíce cyklů.
• Zvýšená účinnost procesu: V aplikacích jako je zplyňování uhlí nebo spalování odpadu umožňují vyšší provozní teploty, což zlepšuje rekuperaci energie a celkovou účinnost procesu.

6. Hlavní aplikace

Filtrace horkých plynů:

• Zplyňování uhlí a výroba syntetického plynu: Úprava syrového syntézního plynu pro použití v turbínách nebo chemické syntéze.
• Spalování odpadu: Odstraňování prachových částic a škodlivin (např. dioxiny, těžké kovy) ze spalin.
• Cementární a vápencové peci: Filtrace výfukových plynů z pecí.
  

Zplyňování biomasy a pyrolýza.

Filtrace roztaveného kovu:

Slévárny: Používají se v keramických filtracích pro lití hliníku, železa a oceli za účelem odstranění nekovových inkluzí (struska, oxidy), čímž se výrazně zlepšuje kvalita a mechanické vlastnosti výsledného odlitku

produkt.

Chemický a petrochemický průmysl:

Filtrace korozevyvolávajících chemikálií, katalyzátorů a polymerů.

Ochrana životního prostředí:

Pokročilá filtrace pro odstraňování prachu za extrémních podmínek.   

  
Technické parametry