《节能环保领域用高性能陶瓷膜关键技术及产业化》

依托国家“863”计划、山东省重点研发计划等科研项目支持,该项目突破了满足工业化需要的高性能陶瓷膜关键制备及产业化技术,构建了以专利池、国家标准等为核心的知识产权体系,实现了产品及技术的商业化应用,打破了国外技术垄断,建成了国内领先(国际先进)的高性能陶瓷膜标准示范线。在高温气体净化、膜法水处理领域三年累计新增销售收入8110.00万元,有效的满足了煤化工、有色冶炼、垃圾焚烧、建材、市政/工业污水深度处理、中水回用等领域对高性能陶瓷膜技术的迫切需求。

一、主要技术内容:

1、陶瓷烛式膜结构设计与制备关键技术。

通过开展陶瓷支撑体结构优化、球形骨料及结合体系的优选、冷等静压工艺的开发等研究工作,解决了高强度、高可靠性、孔径均匀、高透过性、热稳定性好的陶瓷烛式膜制备关键技术难题。

2、多功能一体化陶瓷膜过滤材料制备关键技术。

利用陶瓷过滤材料的高负载性,通过脱硝催化剂的高效复合,开发了多功能一体化陶瓷膜过滤材料,实现高温状态下颗粒物、氮氧化物的同时去除。

3、大尺寸薄壁中空平板陶瓷膜制备关键技术。

采用纳米二氧化硅分散液包裹氧化铝粉体技术、塑性成形及微波干燥技术,解决了陶瓷膜材料制备关键技术,采用预制集水槽加有机/无机粘合的方式,突破了陶瓷膜元件封装难题。

4、高性能陶瓷膜在线检测及产业化关键技术。

项目攻克了高性能陶瓷膜材料自动化在线检测难题,通过管式制品自动装脱模设备、平板陶瓷膜智能挤出成型装置等的开发,实现了陶瓷膜材料的低成本产业化。

5、节能环保用高性能陶瓷膜装置/装备的开发。

研究开发了陶瓷膜过滤器、系列化平板陶瓷膜组件等装置/装备,突破了设备的评价测试难题,实现了装备的商业化应用。

二、授权专利情况:

该项目累计授权发明专利11项,实用新型专利10项,发布国家标准2项,获国家重点新产品1项。

三、技术经济指标:

陶瓷烛式膜膜层孔径:(10-20)μm;过滤精度:0.2-1.0μm;弯曲强度:≥15MPa;工作温度:室温-650℃;工作压力:常压-3.0MPa;出口气体含尘浓度:<20mg/Nm3

陶瓷平板膜膜层孔径:(100-120)nm;纯水通量:≥600LMH(40kPa,25℃);抗折强度:≥45MPa;腐蚀后抗折强度:≥30MPa。

四、推广应用及效益情况:

项目先后在煤化工、有色冶炼、多晶硅/有机硅、垃圾焚烧、建材、工业/市政污水的深度处理、中水回用、悬浮物净化等领域实现了推广应用,累计实现膜材料推广5万余平米,开发膜装备/装置500余台套。

项目开发的大型高温高压陶瓷膜飞灰过滤器应用于煤化工粉煤气化工艺,打破了国外垄断,实现了中国粉煤气化工艺关键装备的完全国产化,有力保障了中国煤化工行业的工业安全;陶瓷烛式膜及装备在高温状态下实现细微颗粒物、氮氧化物等多种污染物的协同处理,为行业的节能环保及综合竞争力的提升,做出了积极的贡献。

项目开发的陶瓷平板膜及装备应用于深度水处理,解决了传统膜材料可靠性差、使用寿命短等难题,为中国下一代膜法水处理技术的发展积累技术及应用基础,具有显著得经济和社会效益。

成果说明

依托本项目开发的高性能陶瓷膜材料,在高温气体净化、膜法水处理领域实现了材料的装备化和商业化应用,产品应用情况如下: 1、高温气体净化领域 通过耐高温高压、高可靠性、多功能一体化陶瓷烛式膜制备技术的研究,开发了系列化高温陶瓷膜烛式膜产品,在煤化工、有色冶炼、多晶硅/有机硅等特种分离行业应用,满足了工业过程中高温气体净化对温降、颗粒冲刷、介质腐蚀等分离膜材料特殊要求,通过萍乡普天高科、洛阳中硅等单位的配套应用,达到了工业企业对高温颗粒净化的需求。在建材、垃圾焚烧等行业应用,满足了企业对排放端高温微细尘粒子

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