Регулируемый по пористости фильтр из карбида кремния в виде стержней или трубки для удаления загрязнений из воды

1. Введение в карбид кремниевые фильтрующие трубки:

Фильтрующие трубки из карбида кремния (SiC) — это высокопроизводительные керамические фильтрующие элементы, предназначенные для экстремальных условий эксплуатации. Они известны исключительной термостойкостью, механической прочностью и устойчивостью к коррозии. Эти свойства делают их предпочтительным выбором для фильтрации горячих газов, расплавленных металлов и в других сложных промышленных приложениях, где традиционные металлические или полимерные фильтры не справляются.

2. Свойства материала карбид кремниевой фильтрующей трубки:

Высокие эксплуатационные характеристики фильтрующих трубок SiC обусловлены внутренними свойствами материала карбида кремния:

• Исключительная термостойкость и устойчивость к высоким температурам: Фильтры из SiC могут работать непрерывно при температурах до 1600 °C в окислительных средах, а в инертных или восстановительных средах — ещё выше. Они устойчивы к термическому удару, то есть способны выдерживать резкие перепады температур без растрескивания.
• Высокая механическая прочность: Они обладают очень высокой прочностью на сжатие и хорошей прочностью на изгиб (трехточечный изгиб), что позволяет им выдерживать значительные перепады давления и механические нагрузки во время работы и обратной продувки.
• Высокая химическая инертность и коррозионная стойкость: Карбид кремния высокоустойчив к воздействию кислот, щелочей и расплавленных металлов, что делает его пригодным для использования в сильноагрессивных средах.
• Высокая твердость и износостойкость: SiC — один из самых твердых доступных материалов, обеспечивающий отличную устойчивость к абразивным частицам в газовых или жидких потоках.
• Контролируемая пористость и высокая эффективность фильтрации: Трубы изготавливаются с заданным распределением размера пор, как правило, в диапазоне микрометров, что обеспечивает высокоэффективное отделение мелких твердых частиц.
• Долгий срок службы: Сочетание этих свойств приводит к тому, что фильтрующий элемент служит значительно дольше по сравнению с альтернативами, снижая время простоя и затраты на техническое обслуживание.

3. Принцип работы

Фильтры SiC работают по принципу поверхностной фильтрации.

• Цикл фильтрации: загрязнённая жидкость (газ или жидкость) проходит снаружи трубки внутрь. Твёрдые частицы задерживаются на внешней поверхности трубки, образуя «фильтрационный корж», в то время как очищенная жидкость проходит через пористую стенку из карбида кремния и выходит через внутренний канал.
• Цикл очистки (для газовых фильтров): Со временем накапливающийся на фильтре слой осадка увеличивает перепад давления на фильтре. Для регенерации фильтра в обратном направлении (изнутри наружу) подаётся короткий импульс сжатого воздуха или газа высокого давления. Этот импульс сбрасывает слой осадка, который падает в бункер ниже для удаления. Пористая структура самой кремнекарбидной трубки остаётся чистой и готовой к следующему циклу фильтрации.

Основные типы фильтровальных труб из карбида кремния:

• Рекристаллизованный карбид кремния (RSiC): Получают путём спекания зёрен SiC при очень высоких температурах без добавления вспомогательных спекающих веществ. Это приводит к образованию чистого, высокочистого материала с отличной устойчивостью к высоким температурам и химической чистотой, что делает его идеальным для наиболее требовательных применений.
• Спеченный карбид кремния (SSiC): Спекание с использованием добавок, что позволяет проводить спекание при более низких температурах. Трубы SSiC часто обладают еще более высокой механической прочностью и могут изготавливаться с очень точными и равномерными размерами пор.
• Карбид кремния на глиняном связующем: содержит глиняный связующий материал, что делает их более экономичными, но с несколько меньшей термостойкостью и химической стабильностью по сравнению с RSiC и SSiC. Часто используются для фильтрации расплавленных металлов.

Преимущества фильтровальной трубы из карбида кремния:

• Надежность в тяжелых условиях: непревзойденная производительность в условиях высоких температур, высокого давления и агрессивных сред.
• Высокая эффективность фильтрации: способны удалять частицы размером менее одного микрона, обеспечивая высокую чистоту продукта и соответствие строгим экологическим нормам выбросов.
• Прочность и длительный срок службы: устойчивы к тепловому удару, химическому воздействию и механическому износу, что обеспечивает длительный срок эксплуатации и снижает совокупную стоимость владения.
• Простая регенерация: жесткая структура обеспечивает высокоэффективную очистку обратным импульсом, поддерживая стабильное низкое падение давления в течение тысяч циклов.
• Повышенная эффективность процесса: в таких применениях, как газификация угля или сжигание отходов, фильтры позволяют работать при более высоких температурах, что улучшает рекуперацию энергии и эффективность процесса.

6. Основные области применения

Фильтрация горячих газов:

• Газификация угля и производство синтез-газа: очистка сырого синтез-газа для использования в турбинах или химическом синтезе.
• Сжигание отходов: удаление летучей золы и вредных частиц (например, диоксинов, тяжелых металлов) из дымовых газов.
• Цементные и известняковые печи: фильтрация отработанных газов из печей.
  

Газификация и пиролиз биомассы.

Фильтрация расплавленных металлов:

Литейные производства: Используются в керамических фильтрах для литья алюминия, чугуна и стали для удаления неметаллических включений (шлака, оксидов), что значительно улучшает качество и механические свойства готового отливаемого изделия

продукт.

Химическая и нефтехимическая промышленность:

Фильтрация агрессивных химикатов, катализаторов и полимеров.

Защита окружающей среды:

Усовершенствованная фильтрация для сбора пыли в экстремальных условиях.   

  
Технические данные