Siliziumkarbid-Filterstäbe mit einstellbarer Porosität, Filterrohr zur Entfernung von Wasserunreinheiten

1. Einführung des Siliciumcarbid-Filterrohrs:

Siliziumkarbid-(SiC-)Filterrohre sind Hochleistungs-Keramikfilterkomponenten, die für extreme Betriebsbedingungen konzipiert sind. Sie zeichnen sich durch außergewöhnliche thermische Stabilität, mechanische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus. Diese Eigenschaften machen sie zur bevorzugten Wahl bei der Heißgasfiltration, Schmelzmetallfiltration und zahlreichen anderen anspruchsvollen industriellen Anwendungen, bei denen herkömmliche Metall- oder Polymerfilter versagen würden.

2. Materialeigenschaften des Siliciumcarbid-Filterrohrs:

Die hervorragende Leistung von SiC-Filterrohren ergibt sich aus den inhärenten Eigenschaften des Siliziumkarbid-Materials:

• Außergewöhnliche thermische Stabilität und hohe Temperaturbeständigkeit: SiC-Filter können kontinuierlich bei Temperaturen bis zu 1.600 °C in oxidierenden Atmosphären und noch höher in inerten oder reduzierenden Umgebungen betrieben werden. Sie widerstehen thermischem Schock, d. h., sie können schnellen Temperaturänderungen standhalten, ohne zu reißen.
• Hervorragende mechanische Festigkeit: Sie weisen eine sehr hohe Druckfestigkeit und eine gute Dreipunkt-Biegefestigkeit auf, wodurch sie erheblichen Druckdifferenzen und mechanischen Belastungen während des Betriebs sowie beim Rückspülreinigen standhalten können.
• Hervorragende chemische Inertheit und Korrosionsbeständigkeit: Siliciumcarbid ist äußerst resistent gegenüber Angriffen durch Säuren, Laugen und geschmolzene Metalle, wodurch es für stark korrosive Umgebungen geeignet ist.
• Hohe Härte und Verschleißfestigkeit: SiC gehört zu den härtesten verfügbaren Materialien und bietet hervorragenden Schutz gegen abrasive Partikel in Gas- oder Flüssigkeitsströmen.
• Gesteuerte Porosität und hohe Filtrationsleistung: Die Rohre werden mit einer gezielten Porengrößenverteilung hergestellt, die typischerweise im Mikrometerbereich liegt und eine effiziente Trennung feiner Partikel ermöglicht.
• Langer Lebensdauer: Die Kombination dieser Eigenschaften führt zu einem Filterelement, das deutlich länger hält als alternative Lösungen, wodurch Ausfallzeiten und Wartungskosten reduziert werden.

3. Funktionsprinzip

SiC-Filterrohre arbeiten nach dem Prinzip der Oberflächenfiltration.

• Filtrationszyklus: Die verunreinigte Flüssigkeit (Gas oder Flüssigkeit) strömt von außen durch das Rohr nach innen. Partikel werden auf der äußeren Oberfläche des Rohrs zurückgehalten und bilden einen „Filterkuchen“, während die gereinigte Flüssigkeit die poröse SiC-Wand passiert und über die Innenbohrung austritt.
• Reinigungszyklus (für Gasfilter): Im Laufe der Zeit erhöht sich durch den angesammelten Filterkuchen der Druckabfall über dem Filter. Zur Regenerierung des Filters wird ein kurzer, hochdruckluft- oder gasgestützter Impuls in umgekehrter Richtung (von innen nach außen) eingeblasen. Dieser Impuls löst den Filterkuchen, der anschließend in einen darunterliegenden Sammelbehälter fällt und entsorgt wird. Die poröse Struktur des SiC-Rohrs selbst bleibt sauber und ist für den nächsten Filtrationszyklus bereit.

Haupttypen von SiC-Filterrohren:

• Rekristallisiertes Siliciumkarbid (RSiC): Wird durch Sintern von SiC-Körnern bei sehr hohen Temperaturen ohne Zusatz von Sinterhilfsmitteln hergestellt. Dadurch entsteht ein reines, hochreines Material mit ausgezeichneter Hochtemperaturbeständigkeit und chemischer Reinheit, ideal für anspruchsvollste Anwendungen.
• Sinterisiertes Siliciumkarbid (SSiC): Unter Verwendung von Zusatzstoffen gesintert, wodurch eine Sinterung bei niedrigeren Temperaturen möglich ist. SSiC-Rohre weisen oft noch höhere mechanische Festigkeit auf und können mit sehr präzisen und gleichmäßigen Porengrößen hergestellt werden.
• Ton-gebundenes Siliciumkarbid: Enthält einen Tonbinder, wodurch es kostengünstiger ist, jedoch etwas geringere Temperaturbeständigkeit und chemische Stabilität im Vergleich zu RSiC und SSiC aufweist. Häufig zur Filtration von geschmolzenem Metall verwendet.

Vorteile des Siliciumcarbid-Filterrohrs:

• Zuverlässigkeit unter extremen Bedingungen: Unübertroffene Leistung bei hohen Temperaturen, hohem Druck und korrosiven Umgebungen.
• Hohe Filtereffizienz: Kann Partikel im Submikrometerbereich entfernen, sorgt so für hohe Produktreinheit und erfüllt strenge Umweltausstoßstandards.
• Langlebigkeit und lange Lebensdauer: Beständig gegen thermische Schocks, chemische Angriffe und mechanischen Verschleiß, führt zu einer langen Einsatzdauer und niedrigeren Gesamtbetriebskosten.
• Einfache Regeneration: Die starre Struktur ermöglicht eine hochwirksame Rückspülreinigung und sorgt über Tausende von Zyklen hinweg für einen stabilen, niedrigen Druckverlust.
• Erhöhte Prozesseffizienz: In Anwendungen wie der Kohlevergasung oder Abfallverbrennung ermöglichen sie höhere Betriebstemperaturen, wodurch die Energieausbeute und die Prozesseffizienz verbessert werden.

6. Hauptanwendungen

Heißgasfiltration:

• Kohlevergasung und Synthesegasherstellung: Reinigung von Rohsynthesegas für den Einsatz in Turbinen oder der chemischen Synthese.
• Abfallverbrennung: Entfernung von Flugstaub und schädlichen Partikeln (z. B. Dioxine, Schwermetalle) aus Rauchgasen.
• Zement- und Kalköfen: Filterung der Ofenabgase.
  

Biomassevergasung und Pyrolyse.

Schmelzmetallfiltration:

Gießereien: Einsatz in Keramikfiltern für die Aluminium-, Eisen- und Stahlgussproduktion zur Entfernung nichtmetallischer Einschlüsse (Slag, Oxide), wodurch die Qualität und mechanischen Eigenschaften des Endgusses erheblich verbessert wird

produkt.

Chemische und petrochemische Industrie:

Filtration von korrosiven Chemikalien, Katalysatoren und Polymeren.

Umweltschutz:

Advanced Filtration für die Staubabscheidung unter extremen Bedingungen.   

  
Technische Daten