Nastaviteľná pórovitosť filtračných tyčiniek z karbidu kremíka, filtračná trubica na nečistoty vo vode

1. Úvod do filtračnej trubice z karbidu kremíka:

Filtrové trubice z karbidu kremíka (SiC) sú vysokej účinnosti keramické filtračné komponenty navrhnuté pre extrémne prevádzkové podmienky. Vyznačujú sa výnimočnou tepelnou stabilitou, mechanickou pevnosťou a odolnosťou voči korózii. Tieto vlastnosti ich robia preferovanou voľbou pre filtráciu horúcich plynov, roztavených kovov a rôznych iných náročných priemyselných aplikácií, kde by tradičné kovové alebo polymérne filtre zlyhali.

2. Vlastnosti materiálu filtračnej trubice z karbidu kremíka:

Vynikajúci výkon SiC filtračných trubíc vyplýva z vlastností samotného materiálu karbidu kremíka:

• Vynikajúca tepelná stabilita a odolnosť voči vysokým teplotám: Filtre SiC môžu pracovať nepretržite pri teplotách až do 1 600 °C v oxidačných atmosférach a ešte vyšších teplotách v inertných alebo redukčných prostrediach. Odolávajú tepelnému šoku, čo znamená, že vydržia rýchle zmeny teploty bez praskania.
• Vynikajúca mechanická pevnosť: Majú veľmi vysokú pevnosť v tlaku a dobrú pevnosť v ohybe na troch bodoch, čo im umožňuje odolať významným rozdielom tlaku a mechanickým zaťaženiam počas prevádzky a spätného preplachovania.
• Vynikajúca chemická inertnosť a odolnosť voči korózii: Karbid kremíka je vysoke odolný voči útoku kyselín, zásad a roztavených kovov, čo ho robí vhodným pre vysoce korózne prostredia.
• Vysoká tvrdosť a odolnosť voči opotrebeniu: SiC patrí medzi najtvrdšie dostupné materiály, ktoré poskytujú vynikajúcu odolnosť voči abrazívnym časticiam v prúdoch plynu alebo kvapaliny.
• Kontrolovaná pórovitosť a vysoká účinnosť filtrácie: Trubice sú vyrobené s prispôsobeným rozdelením veľkosti pórov, zvyčajne v rozsahu mikrometrov, čo umožňuje vysokej účinnosti oddeľovania jemných pevných častíc.
• Dlhý životnospan: Kombinácia týchto vlastností má za následok filtračný prvok, ktorý vydrží výrazne dlhšie ako alternatívy, čím sa znížia prestoje a prevádzkové náklady.

3. Princíp fungovania

SiC filtračné trubice pracujú na princípe povrchovej filtrácie.

• Filtračný cyklus: Znečistená tekutina (plyn alebo kvapalina) prúdi z vonkajšej strany trubice do vnútra. Tuhé častice sú zachytené na vonkajšom povrchu trubice, pričom vzniká tzv. „filtračný koláč“, zatiaľ čo čistá tekutina prechádza cez pórovitú stenu z karbidu kremíka (SiC) a vystupuje z vnútorného otvoru.
• Čistiaci cyklus (pre plynové filtre): V priebehu času sa hromadením filtračného koláča zvyšuje pokles tlaku cez filter. Na regeneráciu filtra sa krátko vstrekne prúd stlačeného vzduchu alebo plynu pod vysokým tlakom v opačnom smere (zvnútra von). Tento impulz uvoľní filtračný koláč, ktorý spadne do zbernej nádrže umiestnenej pod filtrom a odtiaľ sa odstráni. Porézna štruktúra samotnej SiC trubice zostáva čistá a pripravená na ďalší filtračný cyklus.

Hlavné typy SiC filtračných trubíc:

• Rekrystalizovaný karbíd kremíka (RSiC): Vyrába sa spekaním zŕn SiC pri veľmi vysokých teplotách bez pridania spekacích prísad. Výsledkom je čistý, vysokočistý materiál s vynikajúcou odolnosťou voči vysokým teplotám a chemickou čistotou, ideálny pre najnáročnejšie aplikácie.
• Spekaný karbid kremíka (SSiC): Spekanie s pomocou prísad, čo umožňuje spekanie pri nižších teplotách. Trubice SSiC často vykazujú ešte vyššiu mechanickú pevnosť a môžu byť vyrábané s veľmi presnou a rovnomernou veľkosťou pórov.
• Karbid kremíka viazaný ílom: Obsahuje ílové spojivo, čo ich robí ekonomickejšími, ale s mierne nižšou odolnosťou voči teplote a chemickou stabilitou v porovnaní s RSiC a SSiC. Často sa používajú na filtráciu roztavených kovov.

Výhody karbidokremíkových filtračných trubíc:

• Spoľahlivosť v náročných podmienkach: Nezvyčajný výkon vo vysokoteplotných, vysokotlakových a agresívnych prostrediach.
• Vysoká účinnosť filtrácie: Schopnosť odstraňovať častice menšie ako mikrometer, čo zabezpečuje vysokú čistotu produktu a splnenie prísnych noriem pre emisie do životného prostredia.
• Trvanlivosť a dlhá životnosť: Odolné voči tepelnému šoku, chemickému útoku a mechanickému opotrebeniu, čo vedie k dlhej prevádzkovej životnosti a nižšej celkovej nákladovej miere.
• Jednoduchá regenerácia: Tuhá štruktúra umožňuje vysokej účinnosti čistenie spätným impulzom, čo udržiava stabilný nízky pokles tlaku po tisíce cyklov.
• Zvýšená účinnosť procesu: V aplikáciách ako je zplynovanie uhlia alebo spaľovanie odpadu umožňujú vyššie prevádzkové teploty, čo zlepšuje rekuperáciu energie a účinnosť procesu.

6. Hlavné aplikácie

Filtrácia horúceho plynu:

• Zplynovanie uhlia a výroba syntetického plynu: Úprava hrubého syntetického plynu na použitie v turbínach alebo chemickej syntéze.
• Spaľovanie odpadu: Odstraňovanie lietavého popola a škodlivých častíc (napr. dioxíny, ťažké kovy) z odpadných plynov.
• Cementové a vápencové peci: Filtrovanie výfukových plynov z pece.
  

Zplynovanie biomasy a pyrolýza.

Filtrácia roztaveného kovu:

Liatie: Používa sa v keramických filtrách pri liatí hliníka, železa a ocele na odstraňovanie nekovových nečistôt (strusky, oxidy), čo výrazne zlepšuje kvalitu a mechanické vlastnosti konečného odliatku

produktu.

Chemický a petrochemický priemysel:

Filtrácia korozných chemikálií, katalyzátorov a polymérov.

Ekologická ochrana:

Pokročilá filtrácia zberu prachu v extrémnych podmienkach.   

  
Technické údaje