Bâtonnets filtrants en carbure de silicium à porosité réglable, tube filtrant pour impuretés de l'eau

1. Introduction du tube filtre en carbure de silicium :

Les tubes filtrants en carbure de silicium (SiC) sont des composants céramiques de filtration haute performance conçus pour des conditions de fonctionnement extrêmes. Ils sont réputés pour leur excellente stabilité thermique, leur résistance mécanique élevée et leur résistance à la corrosion. Ces propriétés en font le choix privilégié pour la filtration des gaz chauds, la filtration des métaux fondus et diverses autres applications industrielles exigeantes où les filtres traditionnels en métal ou en polymère échoueraient.

2. Propriétés matérielles du tube filtre en carbure de silicium :

Les performances exceptionnelles des tubes filtrants en SiC proviennent des propriétés intrinsèques du matériau carbure de silicium :

• Stabilité thermique exceptionnelle et résistance aux hautes températures : Les filtres en SiC peuvent fonctionner en continu à des températures allant jusqu'à 1 600 °C dans des atmosphères oxydantes, et même à des températures plus élevées dans des environnements inertes ou réducteurs. Ils résistent au choc thermique, ce qui signifie qu'ils peuvent supporter des variations rapides de température sans se fissurer.
• Résistance mécanique supérieure : Ils possèdent une très haute résistance à la compression ainsi qu'une bonne résistance à la flexion trois points, ce qui leur permet de supporter des différences de pression importantes et des charges mécaniques pendant le fonctionnement et le nettoyage par contre-pulsation.
• Inertie chimique excellente et résistance à la corrosion : Le carbure de silicium est très résistant aux attaques par les acides, les alcalis et les métaux fondus, ce qui le rend adapté aux environnements fortement corrosifs.
• Grande dureté et résistance à l'usure : Le SiC est l'un des matériaux les plus durs disponibles, offrant une excellente résistance aux particules abrasives présentes dans les flux gazeux ou liquides.
• Porosité contrôlée et haute efficacité de filtration : Les tubes sont fabriqués avec une distribution de taille de pores ajustée, généralement dans la gamme des micromètres, permettant une séparation hautement efficace des particules fines.
• Durée de vie longue: La combinaison de ces propriétés donne un élément filtrant nettement plus durable que les alternatives, réduisant ainsi les temps d'arrêt et les coûts de maintenance.

3. Principes de fonctionnement

Les tubes filtrants en SiC fonctionnent selon le principe de filtration en surface.

• Cycle de filtration : Le fluide contaminé (gaz ou liquide) circule de l'extérieur du tube vers l'intérieur. Les particules sont retenues à la surface extérieure du tube, formant un « gâteau de filtration », tandis que le fluide purifié traverse la paroi poreuse en SiC et sort par l'alésage intérieur.
• Cycle de nettoyage (pour filtres à gaz) : Avec le temps, le gâteau de filtration accumulé augmente la chute de pression à travers le filtre. Pour régénérer le filtre, une impulsion brève et à haute pression d'air comprimé ou de gaz est injectée en sens inverse (de l'intérieur vers l'extérieur). Cette impulsion détache le gâteau de filtration, qui tombe ensuite dans un bac inférieur pour élimination. La structure poreuse du tube en SiC reste propre et prête pour le prochain cycle de filtration.

Principaux types de tube filtrant en SiC :

• Carbure de silicium re-cristallisé (RSiC) : Produit par frittage de grains de SiC à très haute température, sans ajout d'agents frittants. Cela donne un matériau pur, de haute pureté, possédant une excellente résistance aux hautes températures et une grande pureté chimique, idéal pour les applications les plus exigeantes.
• Carbure de silicium fritté (SSiC) : Fritté à l'aide d'additifs, ce qui permet un frittage à des températures plus basses. Les tubes SSiC présentent souvent une résistance mécanique encore supérieure et peuvent être fabriqués avec des tailles de pores très précises et uniformes.
• Carbure de silicium liée par argile : Contient un liant en argile, ce qui le rend plus économique, mais avec une résistance thermique et une stabilité chimique légèrement inférieures par rapport au RSiC et au SSiC. Utilisé fréquemment pour la filtration des métaux fondus.

Avantages du tube filtrant en carbure de silicium :

• Fiabilité dans des conditions sévères : Performances inégalées dans les environnements à haute température, haute pression et corrosifs.
• Haute efficacité de filtration : Capable d'éliminer des particules submicroniques, garantissant une grande pureté du produit et le respect des normes strictes d'émissions environnementales.
• Durabilité et longue durée de vie : Résistant aux chocs thermiques, aux attaques chimiques et à l'usure mécanique, offrant ainsi une durée de fonctionnement prolongée et un coût total de possession réduit.
• Régénération facile : La structure rigide permet un nettoyage par contre-pulsation très efficace, maintenant une chute de pression stable et faible sur des milliers de cycles.
• Efficacité du processus accrue : Dans des applications comme la gazéification du charbon ou l'incinération des déchets, ces filtres permettent des températures de fonctionnement plus élevées, améliorant ainsi la récupération d'énergie et l'efficacité du processus.

6. Applications principales

Filtration de gaz chauds :

• Gazéification du charbon et production de gaz de synthèse : Nettoyage du gaz de synthèse brut pour son utilisation dans des turbines ou pour la synthèse chimique.
• Incinération des déchets : Élimination des cendres volantes et des particules nocives (par exemple, les dioxines, les métaux lourds) des gaz de combustion.
• Four à ciment et à chaux : Filtration des gaz d'échappement des fours.
  

Gazéification et pyrolyse de biomasse.

Filtration de métal en fusion :

Fonderies : Utilisés dans les filtres céramiques pour la coulée de l'aluminium, du fer et de l'acier afin d'éliminer les inclusions non métalliques (laitier, oxydes), améliorant considérablement la qualité et les propriétés mécaniques de la pièce coulée finale

produit.

Industrie chimique et pétrochimique :

Filtration de produits chimiques corrosifs, de catalyseurs et de polymères.

Protection de l'environnement :

Filtration avancée pour la collecte des poussières dans des conditions extrêmes.   

  
Données techniques