高溫陶瓷膜材料具有較高的過濾精度(0.2um以上)、和過濾效率(99.9%以上)以及較高的使用溫度(950℃)、工作壓力(6.0mpa)和良好耐介質(zhì)腐蝕性能和長的使用壽命,這些特點為其能夠在許多領(lǐng)域推廣應用奠定良好基礎(chǔ)。高溫陶瓷膜材料應用概括起來可分為兩個主要領(lǐng)域;其一是各種高溫煙塵凈化領(lǐng)域、其二是各種高溫高壓工藝氣體凈化領(lǐng)域。
在高溫煙塵凈化領(lǐng)域,高溫陶瓷膜材料可用于各種冶煉爐高溫煙氣除塵、貴重金屬回收、有害金屬粒子控制、各種焙燒爐、燃煤鍋爐除塵、垃圾焚燒、尾氣焚燒高溫廢氣凈化,這些也是高溫陶瓷膜材料最早應用領(lǐng)域。早在上世紀70年代日本開發(fā)的堇青石高溫陶瓷膜過濾元件就在化鐵爐等冶煉爐行業(yè)推廣應用。1994年,英國科爾希爾鋁業(yè)有限公司開始在廢鋁熔煉爐上大量推廣glosfume高溫陶瓷膜元件用于高溫廢氣凈化,使用溫度達到600℃,過濾風速達到3m/miN,出口氣體含塵濃度可以達到1mg/Nm3
膜元件使用壽命達在3年以上。另外在垃圾焚燒領(lǐng)域,通過高溫陶瓷膜過濾,輔助以堿性洗滌劑和活性炭吸附劑,在250℃以上溫度下進行焚燒尾氣凈化,排放后氣體中塵粒子濃度可以達到1mg/Nm3以下,NOx小于200mg/Nm3,DioxiNs小于0.05Ng/Nm3,獲得較高處理效率。另外在一些貴重金屬冶煉領(lǐng)域,采用陶瓷膜高溫氣體凈化,不僅可以高效回收貴重金屬粒子,還可以有效分離低熔點有害物質(zhì),提升潔凈生產(chǎn)工藝水平。尤其是近年來,隨著陶瓷膜材料技術(shù)不斷發(fā)展,產(chǎn)品成本降低,通透性和過濾效率提高,使其在高溫氣體凈化領(lǐng)域應用技術(shù)優(yōu)勢愈來愈明顯,未來將在很多特殊領(lǐng)域取代現(xiàn)有濾袋技術(shù),提高這些領(lǐng)域節(jié)能減排效率。
高溫陶瓷膜材料另一個重要應用領(lǐng)域是高溫、高壓合成氣體凈化領(lǐng)域,其中包括煤化工領(lǐng)域高溫粉煤和合成氣凈化13、有機硅、多晶硅等各種新材料新、能源領(lǐng)域高溫合成氣凈化、石油化工催化氣體凈化以及以及生物制氣化領(lǐng)域等。美國西門子西屋電力公司早在1992年就開始了高溫陶瓷膜材料在95mW IgCC和70mW PFBC先進的燃煤發(fā)電系統(tǒng)小規(guī)模實驗裝置上開發(fā)應用14,其中用于IgCC系統(tǒng),過濾元件操作溫度達到537℃、壓力2.0mpa:用于PFBC系統(tǒng),工作溫度可以達到815℃、工作壓力可以達到1.0mpa,用于兩種工況下過濾精度都可以達到0.2um,凈化后出口氣體含塵濃度可以達到2.0mg/Nm3以下.目前已發(fā)展到300mW以上IgCC和PFBC電廠推廣應用。在SHELL煤化氣化技術(shù)中,經(jīng)過二十余年不斷發(fā)展,高溫陶瓷膜過濾器已成為一個非常重要的飛灰過濾單元,現(xiàn)已用在2000/t粉煤氣化工藝,工作溫度一般在240℃~320℃,工作壓力達到3.4mpa,過濾精度0.3μm,過濾后氣體含塵濃度在5mg/Nm3以下。
另外在一些生物質(zhì)氣化及發(fā)電領(lǐng)域,高溫陶瓷膜材料可用于這些高溫合成氣凈化,以提供潔凈的高溫合成氣體,減少Pm2.5排放。如英國glosfume技術(shù)有限公司從2007年開始采用其開發(fā)的陶瓷纖維過濾元件用于生物質(zhì)鍋爐高溫氣體凈化,至今已開發(fā)250余臺套,用于50KW到10mW的生物質(zhì)氣化鍋爐,可以控制在在1ug/m3以下。同樣高溫陶瓷過濾材料在油頁巖氣化、煤低溫裂解、蒸餾合成氣凈化等方面應用廣泛。