陶瓷膜是一種高性能的過濾材料。在煤化工、硅材料、石油化工、鋼鐵、有色冶煉電力、垃圾焚燒等領(lǐng)域的氣固分離；在精細(xì)化工、生物化工、制藥、食品等領(lǐng)域液固分離；在MBR水處理中水回用，垃圾滲濾液，研磨切割廢水處理，油田回注水，研磨切割廢水等水處理中均有著重要的應(yīng)用。

下文將按陶瓷膜制品及裝備的主要應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑻沾赡ぶ破贩譃椋焊邷爻龎m用陶瓷膜、脫硝除塵一體化陶瓷膜、水處理用平板陶瓷膜，來對(duì)陶瓷膜的工作原理分別進(jìn)行闡述，并為大家列舉部分工業(yè)應(yīng)用實(shí)例。

一、高溫除塵用陶瓷膜

1、工作原理

高溫陶瓷膜是一種具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)良的熱性能和耐化學(xué)腐蝕性能、極佳的微孔過濾性能的微孔陶瓷過濾材料，由高強(qiáng)度陶瓷支撐體和高效膜分離層復(fù)合燒結(jié)而成。材質(zhì)主要包括碳化硅質(zhì)、堇青石質(zhì)、氧化鋁質(zhì)、陶瓷纖維質(zhì)及陶瓷纖維膜過濾材料等。

高溫陶瓷膜除塵器設(shè)備

過濾及反吹再生示意圖

高溫除塵用陶瓷膜過濾原理

2、應(yīng)用領(lǐng)域

高溫陶瓷膜可用于苛刻環(huán)境條件下高溫氣體（煙塵）的除塵凈化，特別是高溫PM2.5、PM1.0、PM0.5等細(xì)微顆粒物的捕集。目前高溫陶瓷膜過濾器已應(yīng)用于煤化工、多晶硅、有機(jī)硅、有色冶煉、石油化工等領(lǐng)域，每年處理300℃以上高溫氣體（煙塵）量超200億立方，減少細(xì)微顆粒物排放超20余萬噸，高溫余熱利用產(chǎn)生的熱量每年節(jié)約超100萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

如下為高溫氣體處理應(yīng)用舉例：

高溫高壓陶瓷飛灰過濾器是SHELL、U-GAS、UHDE等主流煤氣化技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備。過濾器的工作溫度在200-450℃之間，每小時(shí)可處理5-30萬Nm3/h，過濾精度在0.1到1μm之間，排放粉塵含量小于10mg/m³。

在石油化工行業(yè)中，催化裂化工藝中再生煙氣中催化劑的回收、脫氫工藝中油氣過濾器可以代替三旋。目前在異丁烷脫氫行業(yè)已得到廣泛成功的應(yīng)用。

此外，高溫除塵陶瓷膜在煤干餾、有色金屬冶煉、多晶硅、有機(jī)硅等領(lǐng)域均已得到廣泛成功的應(yīng)用。篇幅所限，本文不再展開表述，如需了解跟多請(qǐng)自行聯(lián)系文章下方素材提供者“山東工陶院”。

二、脫硝除塵一體化陶瓷膜

1、工作原理

脫硝除塵一體化陶瓷膜是一種新型的同時(shí)具備高效除塵和脫硝功能的陶瓷膜材料。通過在高溫陶瓷膜材料內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)上敷載高效脫硝催化劑，在高溫（200-420℃）狀態(tài)下先將煙氣中的粉塵進(jìn)行高效去除，再利用陶瓷膜支撐體內(nèi)部多維孔道中敷載的催化劑和加入的NH₃將煙氣中的NOX分解，同時(shí)解決高效除塵和脫硝，實(shí)現(xiàn)超低排放。

脫硝除塵一體化陶瓷膜-工作示意圖

脫硝除塵一體化陶瓷膜-脫硝機(jī)理

2、應(yīng)用領(lǐng)域

脫硝除塵一體化陶瓷膜目前已經(jīng)在玻璃窯爐煙氣、化工、冶煉煙氣、電力、燃煤鍋爐煙氣、水泥窯爐尾氣、鋼鐵、焦化煙氣、垃圾焚燒尾氣等領(lǐng)域成功應(yīng)用，在提升了煙氣的處理速率及處理品質(zhì)同時(shí)，在大型工業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展中還能起到降低生產(chǎn)成本的作用。如下便以玻璃行業(yè)的應(yīng)用實(shí)例作為一個(gè)例子說明。

應(yīng)用舉例：脫硝除塵一體化陶瓷膜—玻璃行業(yè)

下表是以產(chǎn)能為600d/t的玻璃窯爐為例的投資及運(yùn)行成本的比較。

從上表我們可以看出，脫硝除塵一體化陶瓷膜雖然一次性投資比較大，但是其運(yùn)行維護(hù)運(yùn)行成本卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)工藝。因此，采用脫硝除塵一體化陶瓷膜從長(zhǎng)遠(yuǎn)上來考慮，對(duì)降低成本總是有利的。

三、水處理用平板陶瓷膜

1、工作原理

平板陶瓷膜是一種可浸入液體介質(zhì)中，具有非對(duì)稱孔結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)液固分離的板狀陶瓷膜材料。具有機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好孔徑分布窄，抗污染能力好，膜分離效率高、過濾精度高、運(yùn)行能耗低、維護(hù)方便，預(yù)處理工藝少、占地面積少等特點(diǎn)。

平板陶瓷膜工作原理示意圖

平板陶瓷膜組件

2、應(yīng)用領(lǐng)域

目前水處理用平板陶瓷膜已經(jīng)在如下領(lǐng)域：工業(yè)廢水、印染廢水、電鍍廢水、造紙廢水、工業(yè)循環(huán)水、冷卻水、洗滌廢水、含油廢水、焦化廢水、油田回注水、研磨廢水、制藥廢水、化工廢水、城鎮(zhèn)污水、飲用水、純水等領(lǐng)域成功得到應(yīng)用。

如下為水處理用平板陶瓷膜應(yīng)用領(lǐng)域舉例

某多晶硅研磨廢水，采用平板陶瓷膜MBR系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放。處理水量1000m³/d；膜類型：1046*250*6，100nm；膜使用量：平板膜4000片，面積2000平米；出水情況：CODCr≤60mg/L；懸浮物≤4mg/L；濁度≤1NTU；pH：6-9。

備注：MBR污水處理是現(xiàn)代污水處理的一種常用方式，其采用膜生物反應(yīng)器（Membrane Bioreactor,簡(jiǎn)稱MBR〕技術(shù)是生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合的一種新技術(shù)。

本文素材提供：

山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計(jì)院有限公司（以下簡(jiǎn)稱“山東工陶院”）。山東工陶院是唯一的國(guó)家級(jí)工業(yè)陶瓷科研院所。其歷史可追溯至1950年成立的新中國(guó)第一個(gè)建材科研機(jī)構(gòu)---華北窯業(yè)公司研究所，即后來逐漸形成的建筑材料科學(xué)研究院。

幾十年來，山東工陶院形成了自己獨(dú)具特色的高性能陶瓷透波材料、陶瓷防隔熱材料、特種陶瓷纖維、特種功能涂層、先進(jìn)陶瓷精密加工技術(shù)、高溫陶瓷膜及裝備、工業(yè)固廢棄物綜合利用等七大學(xué)科。在建材行業(yè)、國(guó)防軍工配套特種陶瓷材料領(lǐng)域做出了重大貢獻(xiàn)。

作者：粉體圈小白