Flachmembran-Pilotgerät

Das Flachmembran-Pilotgerät ist eine modulare Testplattform im Pilotmaßstab, die Hochleistungs-Ultrafiltrationsmembrankernkomponenten aus Siliziumkarbid (SiC) integriert. Es wurde speziell für die Überprüfung und Parameteroptimierung von Membrantrennprozessen unter rauen Betriebsbedingungen entwickelt. Durch die Nutzung der überlegenen Korrosionsbeständigkeit, der hohen Temperaturbeständigkeit und der Antifouling-Eigenschaften von SiC-Ultrafiltrationsmembranen kann dieses Gerät die Betriebsbedingungen von Flachmembran-Trennsystemen in Industriequalität genau simulieren und bietet zuverlässige Verifizierungsdaten im Pilotmaßstab für die Prozessskalierung- und technische Anwendungen in der Abwasserbehandlung, der Reinigung chemischer Medien und der Rauchgasreinigung bei hohen Temperaturen.

 

I. Kernkonfiguration und Systemzusammensetzung

Das Gerät verfügt über ein modulares integriertes Design mit kompakter Struktur und bequemer Bedienung. Es besteht im Wesentlichen aus vier Einheiten: Kernmembrankomponenten, einem Stromversorgungssystem, einem Reinigungssystem und einem Steuersystem, wodurch eine automatisierte Überwachung und präzise Steuerung während des gesamten Prozesses gewährleistet wird:

 

1. Kernmembrankomponente: SiC-Ultrafiltrations-Flachmembran

Die Membranporengröße wird aus hochreinen Siliziumkarbid-Nanopartikeln durch einen 2400-Grad-Rekristallisationssinterprozess hergestellt und deckt den Ultrafiltrationsbereich von 0,01 bis 1 μm ab. Basierend auf experimentellen Anforderungen ist eine benutzerdefinierte Auswahl möglich. Das Membranmodul nutzt einen glasfaserverstärkten Kunststoffrahmen ohne Metallkomponenten, wodurch Korrosionsrisiken wirksam vermieden werden. Intern integrierte optimierte Permeatkanäle sorgen für eine gleichmäßige hydraulische Verteilung, wobei eine einzelne Standardmodulmembranfläche 7,5㎡ und eine maximale Permeatkapazität von bis zu 9m³/h (1200LMH) erreicht, was eine hervorragende Effizienz pro Membranflächeneinheit demonstriert.

 

2. Energie- und Filtersystem

Ausgestattet mit einer hochpräzisen Förderpumpe und Umwälzpumpe mit variabler Frequenz ermöglicht es eine breite{1}Einstellung der Durchflussrate (0–5 m³/h) und des Drucks (0–0,6 MPa). Ein integrierter 50-μm-Präzisionssicherheitsfilter fängt große Partikelverunreinigungen effektiv ab und schützt so das SiC-Membranmodul. Durch den Einsatz einer Zick-Zack-Kreuzströmungsfiltrationsstruktur kann die Strömungsgeschwindigkeit der Membranoberfläche 1 bis 4 m/s erreichen, wodurch das Risiko einer Membranverschmutzung durch die Reinigung mit Hochgeschwindigkeitswasser erheblich reduziert wird und sie sich für die Behandlung von Futterlösungen mit hoher Trübung und hoher Viskosität eignet.

 

3. Multifunktionales Reinigungssystem

Eingebauter-Reinigungslösungs-Lagertank, Reinigungspumpe und spezielle Rohrleitungen, die mehrere Reinigungsmodi unterstützen, einschließlich Vorwärtsspülung, Rückspülung und chemische Reinigung. Reinigungslösungen können genau auf die Art der Verschmutzung abgestimmt werden (Zitronensäurelösung für anorganische Verschmutzungen und eine Mischung aus Natriumhypochlorit und Natriumhydroxid für organische Verschmutzungen). In Kombination mit der chemischen Beständigkeit von SiC-Membranen werden dadurch eine effiziente Reinigung und eine schnelle Flussrückgewinnung erreicht, wodurch die Lebensdauer der Membranmodule verlängert wird.

 

4. Intelligentes Kontrollsystem

Ausgestattet mit einem automatischen SPS-Steuerungssystem und einer Touchscreen-Schnittstelle kann es wichtige Betriebsparameter wie Transmembrandruckdifferenz (TMP), Durchflussrate, Temperatur und pH-Wert in Echtzeit überwachen und aufzeichnen. Daten können zur Analyse exportiert werden. Es unterstützt die Einstellung intermittierender Betriebsmodi (z. B. 8 Minuten Betrieb, gefolgt von einer 2-minütigen Pause) und die Parameteranpassung über ein Remote-Terminal, wodurch die Intensität des manuellen Betriebs reduziert und die Genauigkeit und Wiederholbarkeit experimenteller Daten sichergestellt wird.

 

II. Kerntechnologische Vorteile

1. SiC-Membranmaterial ermöglicht die Anpassung an extreme Betriebsbedingungen

Im Vergleich zu herkömmlichen organischen oder gewöhnlichen Keramikmembranen verfügen SiC-Ultrafiltrationsmembranen über eine überlegene chemische Stabilität, tolerieren stark saure und alkalische Umgebungen mit pH-Werten von 0-14 und widerstehen Korrosion durch starke Oxidationsmittel wie Natriumhypochlorit. Langfristige Betriebstemperaturen können 150 Grad erreichen, und die kurzfristige Toleranz liegt bei über 200 Grad. Die ausgezeichnete Thermoschockbeständigkeit ermöglicht Temperaturschwankungen von weniger als oder gleich 50 Grad pro Minute und eignet sich daher perfekt für anspruchsvolle Anwendungen im Pilotmaßstab, z. B. Hochtemperatur-Chemikalienzuführungen, stark salzhaltiges Abwasser und die Rauchgasreinigung bei der Müllverbrennung.

 

2. Hohe Effizienz und starkes Antifouling, hohe Betriebsstabilität

Die hydrophile und oleophobe, glatte und dichte Oberfläche von SiC-Membranen erschwert die Adsorption organischer Stoffe, Mikroorganismen und kolloidaler Verunreinigungen und verringert so die Wahrscheinlichkeit einer Kontamination an der Quelle. In Kombination mit der Cross-{1}}Flow-Filtrationstechnologie und intelligenten Reinigungsverfahren kann das Flussmittel auch bei geringfügigen Verunreinigungen durch routinemäßige Reinigung schnell wiederhergestellt werden, wobei die Flussmittelrückgewinnungsrate nach der Reinigung mindestens 95 % beträgt. Dadurch werden Ausfallzeiten und Wartungsarbeiten effektiv reduziert und ein kontinuierlicher und stabiler Betrieb während der Tests im Pilotmaßstab gewährleistet.

 

3. Modularer Aufbau, flexible Anpassungsfähigkeit an mehrere Szenarien

Die Ausrüstung verfügt über eine modulare Montagestruktur, die das Hinzufügen oder Entfernen von Membranmodulen ermöglicht, um den Verarbeitungsumfang entsprechend den experimentellen Anforderungen zu erweitern. Es sind mehrere Prozessschnittstellen reserviert, die eine flexible Integration von Vorbehandlungs-/Nachbehandlungseinheiten wie Koagulation, Sedimentation und Belüftung ermöglichen und so an die Anforderungen verschiedener Futtermittellösungen im Pilotmaßstab angepasst werden können. Die Geräte haben einen geringen Platzbedarf, sind einfach zu installieren und können schnell an verschiedenen Standorten wie Labors und Fabriken eingesetzt werden.

 

4. Genaue und zuverlässige Daten, die die technische Skalierung-erleichtern

Durch präzise Parametersteuerung und Datenerfassung in Echtzeit kann der Betriebsstatus von Membrantrennsystemen in Industriequalität-simuliert werden, wodurch Schlüsseldaten wie Flussrückgangsmuster, optimale Betriebsparameter und Reinigungszyklen gewonnen werden. Dies bietet eine wissenschaftliche Grundlage für die Gestaltung, Auswahl und Prozessoptimierung nachfolgender Anlagen im industriellen Maßstab und reduziert die Risiken der industriellen Anwendung.

 

III. Typische Anwendungsszenarien

Diese Ausrüstung im Pilotmaßstab nutzt die Kernvorteile von SiC-Ultrafiltrationsmembranen und wird häufig zur Prozessvalidierung in mehreren anspruchsvollen Trennbereichen eingesetzt:

- Chemische Industrie: Pilot-Validierung der Tiefenbehandlung von Abwässern mit hohem-Salzgehalt, Reinigung von Erdöl-Crackprodukten und Trennung von Fluorid/Chlor-haltigen Medien;

- Umweltschutz: Staubentfernung und Entschwefelung von Rauchgasen aus der Müllverbrennung, Behandlung von Abwässern aus der Schweinehaltung/Papierdeinking und Optimierung von industriellen Abwasserwiederverwendungsprozessen;

- Neue Energie/Metallurgie: Pilot-Validierung der Vorbehandlung der Lithiumextraktion aus Salzseen, Hochtemperatur-Rauchgasreinigung aus Schmelzöfen und Edelmetallstaubrückgewinnung;

- Biopharmazeutische/Lebensmittelindustrie: Optimierung von Prozessparametern für die Hochtemperatur-Klärung von Futtermitteln, die Reinigung organischer Säuren und die Aufbereitung von hochreinem Wasser.

 

IV. Produktwert und Dienstleistungen

Das Flachmembran-Pilotgerät (einschließlich SiC-Ultrafiltrationsmembran) konzentriert sich auf „präzise Simulation, stabilen Betrieb und flexible Anpassung“ und hilft Kunden dabei, die Machbarkeitsprüfung des Prozesses, die Parameteroptimierung und die Kostenrechnung vor der Industrialisierung abzuschließen, wodurch der Forschungs- und Entwicklungszyklus verkürzt und Investitionsrisiken verringert werden. Wir können unseren Kunden maßgeschneiderte Ausrüstungslösungen, -Installation und Inbetriebnahme vor Ort, Bedienerschulungen und langfristigen{2}technischen Support bieten, um Kunden dabei zu helfen, schnell einen technologischen Wandel und eine industrielle Anwendung zu erreichen.

 

 

 

 

 

 

 

 

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