多孔陶瓷材料在環(huán)境中的應(yīng)用課件

多孔陶瓷材料在環(huán)境中的應(yīng)用主講人：楊儀瀟多孔陶瓷材料在環(huán)境中的應(yīng)用主講人：楊儀瀟1目錄多孔陶瓷在環(huán)境中的應(yīng)用SiC多孔陶瓷管在IGCC中的應(yīng)用碳化硅產(chǎn)業(yè)對環(huán)境造成的污染發(fā)展方向目錄多孔陶瓷在環(huán)境中的應(yīng)用2SiC多孔陶瓷在環(huán)境中的應(yīng)用一、在廢水治理中的應(yīng)用原理：由于多孔陶瓷特殊的結(jié)構(gòu)，當(dāng)濾液通過時，其中的懸浮物、膠體物和微生物等污染物質(zhì)被阻截在過濾介質(zhì)表面或內(nèi)部，同時附著在污染物上的病毒等也一起被截留。該過程是吸附、表面過濾和深層過濾相結(jié)合的過程，且以深層過濾為主。由于它具有充分發(fā)育的孔結(jié)構(gòu)，使其比表面積較大，能夠吸附水中微小的懸浮物，主要以物理吸附為主。SiC多孔陶瓷在環(huán)境中的應(yīng)用一、在廢水治理中的應(yīng)用3廢水治理處理重金屬工業(yè)廢水生物濾池的填充材料處理城市污水廢水治理處理重金屬工業(yè)廢水生物濾池的填充材料處理城市污水4例如，多孔陶瓷可對溶液中的有毒重金屬離子（如六價鉻離子等）進行吸附分離，并能對污水進行脫色處理。王士龍等采用多孔陶瓷（陶粒）分別處理含鉛和鋅廢水，鉛和鋅的去除率均達98％以上，取得了令人滿意的效果。例如，多孔陶瓷可對溶液中的有毒重金屬離子（如六價鉻離子等）進5二、在廢氣治理中的應(yīng)用原理慣性沖撞流經(jīng)微孔陶瓷膜微孔孔的流體中的雜質(zhì)顆粒，由于慣性而與微孔孔道壁接觸而被捕獲擴散雜質(zhì)顆粒由于布朗運動而離開流線和微孔孔道壁接觸，從而被捕捉截流雜質(zhì)顆粒由于比微孔孔道大而被捕捉二、在廢氣治理中的應(yīng)用慣性沖撞流經(jīng)微孔陶瓷膜微孔孔的流體中的6廢氣處理汽車尾氣催化凈化器載體室內(nèi)空氣凈化高溫?zé)煔獬龎m廢氣處理汽車尾氣催化凈化器載體室內(nèi)空氣凈化高溫?zé)煔獬龎m7用于汽車尾氣凈化器可以可以使排出的CO、NO和碳氫化合物等有害氣體轉(zhuǎn)化成無毒的CO2、H2O、N等氣體應(yīng)用于室內(nèi)空氣凈化是利用光觸媒載體多孔陶瓷材料吸附空氣中的懸浮物顆粒，提高空氣凈化效率和室內(nèi)空氣清醒度應(yīng)用于高溫氣體除塵需要有足夠強度和抗熱震性能的高滲透性多孔陶資材料，比如我們現(xiàn)在所研究的SiC多孔陶瓷應(yīng)用于室內(nèi)空氣凈化是利用光觸媒載體多孔陶瓷材料吸附空氣中的懸8三、新能源材料多孔陶瓷因其與液體和氣體的接觸面積大，使電解池的槽電壓比使用一般材料低得多，而成為優(yōu)良的電解隔膜材料，可大大降低電解槽電壓，提高電解效率，節(jié)約電能和昂貴的電極材料。三、新能源材料9SiC多孔陶瓷管在IGCC中的應(yīng)用IGCC的全稱是整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，是21世紀(jì)以來發(fā)展的一種新型的潔凈煤發(fā)電技術(shù)，它的發(fā)展目的主要是提高燃煤發(fā)電效率和減少環(huán)境污染。IGCC是將固態(tài)煤高溫氣化成粗煤氣，然后將粗煤氣除塵、脫硫和脫氮而變?yōu)楦蓛裘簹夂笕紵l(fā)電。IGCC技術(shù)可以大幅度的提高發(fā)電效率，同時可極大降低煙塵、二氧化硫和氮氧化物的排放，是最具發(fā)展前景的潔凈煤技術(shù)21世紀(jì)中葉之前，潔凈煤發(fā)電技術(shù)將是我國將目前的高能耗高污染經(jīng)濟轉(zhuǎn)型為可持續(xù)發(fā)展的低碳經(jīng)濟的一個重要技術(shù)途徑。SiC多孔陶瓷管在IGCC中的應(yīng)用IGCC的全稱是整體煤氣化10多孔陶瓷材料在環(huán)境中的應(yīng)用課件11高溫過濾除塵系統(tǒng)是低碳環(huán)保的IGCC、PFBC等潔凈煤電站的關(guān)鍵子系統(tǒng)，直接影響著電站的穩(wěn)定運行和發(fā)電效率。非對稱過濾結(jié)構(gòu)的多孔陶瓷管是該除塵系統(tǒng)的核心除塵部件，它的強度和孔隙結(jié)構(gòu)直接決定著除塵系統(tǒng)的使用壽命、過濾效率和過濾精度。它由起承載過濾膜作用的支撐體和起除塵作用的過濾膜兩部分組成。高溫過濾除塵系統(tǒng)是低碳環(huán)保的IGCC、PFBC等潔凈煤電站的12多孔陶瓷材料在環(huán)境中的應(yīng)用課件13為什么要用碳化硅作為除塵系統(tǒng)核心部件的原料？碳化硅具有非常高的熔點、抗彎強度、斷裂韌性和熱導(dǎo)，同時具有較低的熱膨脹系數(shù)和密度。所以碳化硅是一種高溫強度好、抗熱震性強、導(dǎo)熱性好且耐腐蝕的陶瓷材料。而高溫氣體過濾除塵對多孔材料自身的物理和化學(xué)性能的要求為在高溫環(huán)境下多孔材料的強度高、抗化學(xué)侵蝕能力強以及抗熱震性能好。為什么要用碳化硅作為除塵系統(tǒng)核心部件的原料？14我們需要什么性能的SiC多孔陶瓷管？非對稱過濾結(jié)構(gòu)多孔陶瓷主要包含支撐體和過濾膜兩部分。支撐體由粒徑較大的陶瓷顆粒制備而成，它的作用是承載過濾膜。這就要求支撐體具有優(yōu)良的高溫強度、抗熱震性、抗侵蝕能力以及高的滲透率。過濾膜由粒徑相對較小的陶瓷粉料涂覆而成，它的作用是過濾除去高溫氣體中的粉塵。對過濾膜的性能要求是它的孔隙結(jié)構(gòu)要均勻我們需要什么性能的SiC多孔陶瓷管？15多孔陶瓷材料在環(huán)境中的應(yīng)用課件16碳化硅產(chǎn)業(yè)對環(huán)境造成的污染碳化硅行業(yè)生產(chǎn)具有明顯地域性，目前主要集中在廣東、江西、山東、福建等省份。這些地區(qū)，陶瓷產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚、體系完備，影響輻射面廣，提供眾多就業(yè)機會，成為當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟建設(shè)做出巨大貢獻。但本行業(yè)屬于高能耗，高污染的產(chǎn)業(yè)，也會對環(huán)境造成污染碳化硅產(chǎn)業(yè)對環(huán)境造成的污染碳化硅行業(yè)生產(chǎn)具有明顯地域性，目前17污染廢水廢渣粉塵廢氣污染廢水廢渣粉塵廢氣18發(fā)展方向吸聲降噪隔熱吸能固體廢物處理多孔陶瓷具有相互貫通的孔隙且與外界連通，又具有較高的機械強度，可作為一種優(yōu)良的吸聲材料。多孔陶瓷孔隙率高，使得其密度較小、熱傳導(dǎo)系數(shù)較低，造成了巨大的熱阻及較小的熱容，成為新型保溫隔熱材料以固體廢棄物為原料來制備多孔陶瓷發(fā)展方向吸聲降噪隔熱吸能固體廢物處理多孔陶瓷具有相互貫通的孔19多孔陶瓷材料在環(huán)境中的應(yīng)用主講人：楊儀瀟多孔陶瓷材料在環(huán)境中的應(yīng)用主講人：楊儀瀟20目錄多孔陶瓷在環(huán)境中的應(yīng)用SiC多孔陶瓷管在IGCC中的應(yīng)用碳化硅產(chǎn)業(yè)對環(huán)境造成的污染發(fā)展方向目錄多孔陶瓷在環(huán)境中的應(yīng)用21SiC多孔陶瓷在環(huán)境中的應(yīng)用一、在廢水治理中的應(yīng)用原理：由于多孔陶瓷特殊的結(jié)構(gòu)，當(dāng)濾液通過時，其中的懸浮物、膠體物和微生物等污染物質(zhì)被阻截在過濾介質(zhì)表面或內(nèi)部，同時附著在污染物上的病毒等也一起被截留。該過程是吸附、表面過濾和深層過濾相結(jié)合的過程，且以深層過濾為主。由于它具有充分發(fā)育的孔結(jié)構(gòu)，使其比表面積較大，能夠吸附水中微小的懸浮物，主要以物理吸附為主。SiC多孔陶瓷在環(huán)境中的應(yīng)用一、在廢水治理中的應(yīng)用22廢水治理處理重金屬工業(yè)廢水生物濾池的填充材料處理城市污水廢水治理處理重金屬工業(yè)廢水生物濾池的填充材料處理城市污水23例如，多孔陶瓷可對溶液中的有毒重金屬離子（如六價鉻離子等）進行吸附分離，并能對污水進行脫色處理。王士龍等采用多孔陶瓷（陶粒）分別處理含鉛和鋅廢水，鉛和鋅的去除率均達98％以上，取得了令人滿意的效果。例如，多孔陶瓷可對溶液中的有毒重金屬離子（如六價鉻離子等）進24二、在廢氣治理中的應(yīng)用原理慣性沖撞流經(jīng)微孔陶瓷膜微孔孔的流體中的雜質(zhì)顆粒，由于慣性而與微孔孔道壁接觸而被捕獲擴散雜質(zhì)顆粒由于布朗運動而離開流線和微孔孔道壁接觸，從而被捕捉截流雜質(zhì)顆粒由于比微孔孔道大而被捕捉二、在廢氣治理中的應(yīng)用慣性沖撞流經(jīng)微孔陶瓷膜微孔孔的流體中的25廢氣處理汽車尾氣催化凈化器載體室內(nèi)空氣凈化高溫?zé)煔獬龎m廢氣處理汽車尾氣催化凈化器載體室內(nèi)空氣凈化高溫?zé)煔獬龎m26用于汽車尾氣凈化器可以可以使排出的CO、NO和碳氫化合物等有害氣體轉(zhuǎn)化成無毒的CO2、H2O、N等氣體應(yīng)用于室內(nèi)空氣凈化是利用光觸媒載體多孔陶瓷材料吸附空氣中的懸浮物顆粒，提高空氣凈化效率和室內(nèi)空氣清醒度應(yīng)用于高溫氣體除塵需要有足夠強度和抗熱震性能的高滲透性多孔陶資材料，比如我們現(xiàn)在所研究的SiC多孔陶瓷應(yīng)用于室內(nèi)空氣凈化是利用光觸媒載體多孔陶瓷材料吸附空氣中的懸27三、新能源材料多孔陶瓷因其與液體和氣體的接觸面積大，使電解池的槽電壓比使用一般材料低得多，而成為優(yōu)良的電解隔膜材料，可大大降低電解槽電壓，提高電解效率，節(jié)約電能和昂貴的電極材料。三、新能源材料28SiC多孔陶瓷管在IGCC中的應(yīng)用IGCC的全稱是整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，是21世紀(jì)以來發(fā)展的一種新型的潔凈煤發(fā)電技術(shù)，它的發(fā)展目的主要是提高燃煤發(fā)電效率和減少環(huán)境污染。IGCC是將固態(tài)煤高溫氣化成粗煤氣，然后將粗煤氣除塵、脫硫和脫氮而變?yōu)楦蓛裘簹夂笕紵l(fā)電。IGCC技術(shù)可以大幅度的提高發(fā)電效率，同時可極大降低煙塵、二氧化硫和氮氧化物的排放，是最具發(fā)展前景的潔凈煤技術(shù)21世紀(jì)中葉之前，潔凈煤發(fā)電技術(shù)將是我國將目前的高能耗高污染經(jīng)濟轉(zhuǎn)型為可持續(xù)發(fā)展的低碳經(jīng)濟的一個重要技術(shù)途徑。SiC多孔陶瓷管在IGCC中的應(yīng)用IGCC的全稱是整體煤氣化29多孔陶瓷材料在環(huán)境中的應(yīng)用課件30高溫過濾除塵系統(tǒng)是低碳環(huán)保的IGCC、PFBC等潔凈煤電站的關(guān)鍵子系統(tǒng)，直接影響著電站的穩(wěn)定運行和發(fā)電效率。非對稱過濾結(jié)構(gòu)的多孔陶瓷管是該除塵系統(tǒng)的核心除塵部件，它的強度和孔隙結(jié)構(gòu)直接決定著除塵系統(tǒng)的使用壽命、過濾效率和過濾精度。它由起承載過濾膜作用的支撐體和起除塵作用的過濾膜兩部分組成。高溫過濾除塵系統(tǒng)是低碳環(huán)保的IGCC、PFBC等潔凈煤電站的31多孔陶瓷材料在環(huán)境中的應(yīng)用課件32為什么要用碳化硅作為除塵系統(tǒng)核心部件的原料？碳化硅具有非常高的熔點、抗彎強度、斷裂韌性和熱導(dǎo)，同時具有較低的熱膨脹系數(shù)和密度。所以碳化硅是一種高溫強度好、抗熱震性強、導(dǎo)熱性好且耐腐蝕的陶瓷材料。而高溫氣體過濾除塵對多孔材料自身的物理和化學(xué)性能的要求為在高溫環(huán)境下多孔材料的強度高、抗化學(xué)侵蝕能力強以及抗熱震性能好。為什么要用碳化硅作為除塵系統(tǒng)核心部件的原料？33我們需要什么性能的SiC多孔陶瓷管？非對稱過濾結(jié)構(gòu)多孔陶瓷主要包含支撐體和過濾膜兩部分。支撐體由粒徑較大的陶瓷顆粒制備而成，它的作用是承載過濾膜。這就要求支撐體具有優(yōu)良的高溫強度、抗熱震性、抗侵蝕能力以及高的滲透率。過濾膜由粒徑相對較小的陶瓷粉料涂覆而成，它的作用是過濾除去高溫氣體中的粉塵。對過濾膜的性能要求是它的孔隙結(jié)構(gòu)要均勻我們需要什么性能的SiC多孔陶瓷管？34多孔陶瓷材料在環(huán)境中的應(yīng)用課件35碳化硅產(chǎn)業(yè)對環(huán)境造成的污染碳化硅行業(yè)生產(chǎn)具有明顯地域性，目前主要集中在廣東、江西、山東、福建等省份。這些地區(qū)，陶瓷產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚、體系完備，影響輻射面廣，提供眾多就業(yè)機會，成為當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟建設(shè)做出巨大貢獻。但本行業(yè)屬于高能耗，高污染的產(chǎn)業(yè)，也會對環(huán)境造成污染碳化硅