[發明專利]包含基于β-SIC的分離層的過濾器

有效

• 申請號: 201780038313.8
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN109310953B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: A·樊尚;J·桑特;M·魯班
• 申請（專利權）人: 歐洲技術研究圣戈班中心
• 主分類號: B01D63/06
• 分類號: B01D63/06;B01D67/00;B01D69/06;B01D71/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 黃念

一種用于過濾液體的過濾器，其包含由多孔陶瓷材料制成的支撐元件和用于過濾所述液體的膜分離層或由它們組成，所述支撐元件在其與待過濾液體接觸的表面部分上用所述膜分離層覆蓋，所述分離層由包含至少70重量％的碳化硅SiC的材料制成，相對于在所述分離層中存在的所有無機化合物的總重量，所述過濾器的特征在于，在β形式SiC的摩爾含量與α形式SiC的摩爾含量之間的比率大于0.5。

本發明涉及由無機材料制成的過濾結構領域，其用于過濾液體，特別地涂覆有膜的結構，以便從液體，特別地水中分離顆粒或分子。

本發明例如找到其用于在從石油或頁巖氣提取得到的產出水的凈化的應用。本發明還找到它在用于化學，制藥，食品或農業食品領域中的液體凈化甚至分離的各種工業過程中的應用。

很長時間以來，使用陶瓷膜或非陶瓷膜以過濾各種流體的過濾器已為人所知。這些過濾器可以根據正面過濾的原理操作，這種技術涉及使待處理流體垂直于過濾介質的表面通過過濾介質。在水充滿污染物的情況下，由于顆粒在過濾介質表面的累積和形成濾餅，這種技術受到限制，并且導致滲透物流的相對快速下降。另一方面，這種結構使得能夠使用具有較低能耗的簡單系統。

根據另一種技術，使用切向過濾，相反地，該切向過濾允許借助于流體在膜表面處的縱向循環來限制顆粒的累積。顆粒保留在循環流中，而液體可以在壓力的作用下通過該膜。該技術提供了性能和過濾水平的穩定性。

憑借使用有機和/或無機膜(其孔隙率適于進行所述過濾)及其連續操作，切向過濾的優點因此是易于使用，其可靠性。另一方面，切向構造理想地需要使用至少兩個泵，一個是加壓(或增壓)泵，另一個是再循環泵。再循環泵通常具有相當大的能量消耗。

切向過濾需要很少或不需要助劑，并提供兩種獨立的流體，這兩種流體都是可增值的：濃縮物(也稱為滲余物)和濾液(也稱為滲透物)。它是一種環保的清潔工藝。切向過濾技術特別用于微濾，超濾，納米過濾。

因此，根據現有技術已知許多根據正面或切向過濾原理操作的過濾器結構。

根據一種構造，切向過濾器可以進行構造以使得待處理的流體最初穿過多孔壁，滲透物由收集系統收集，該收集系統確保密封性并防止待處理流體或保留物污染滲透物。

對應于這種模式的構造被稱為FSM(用于平板膜)。可以參考在網站上的出版物：http://www.liqtech.com/img/user/file/FSM_Sheet_F_4_260214V2.pdf。另一種構造可以是固定或移動的實心或空心盤。

其它構造包括由多孔無機材料制成的管狀或平行六面體支撐體或由其構成，所述支撐體由限定平行于所述支撐體的軸線的縱向通道的壁形成。濾液穿過所述壁，然后在切向過濾的情況下在多孔支撐體的外周表面處被排出，或者在正面過濾的情況下主要在出口通道處被排出。

所述通道的表面通常還覆蓋有至少一個由多孔無機材料制成的涂層，稱為膜，其性質和形態，當過濾的流體在多孔支撐體的孔隙中擴散時，適于阻止其尺寸接近或大于所述膜的孔的中值直徑的分子或顆粒。通常通過涂覆多孔無機材料的漿料的方法將膜沉積在支撐材料的內表面上，然后進行固結熱處理，特別是干燥和任選地燒結陶瓷膜。

陶瓷膜，更特別地碳化硅膜的優點是它們的耐磨性和耐腐蝕性。然而，制造和沉積所述膜的方式對其性能具有很大影響，并且這種類型的膜的生產可證明是昂貴的并且控制復雜。

具有碳化硅膜的過濾器是已知的。例如，EP0219383A1公開了一種過濾體，其中由SiC顆粒形成的膜層在氮氣下在1050℃或1100℃的溫度下直接煅燒。然而考慮到所使用的顆粒和燒結溫度，膜的耐磨性是過低的。