Poröse Keramik in Filtration und verwandten Gebieten

Thema

Keramische Filter werden in einer großen Bandbreite an Geometrien und Werkstoffen eingesetzt. Für die Reinigung von Prozessflüssigkeiten und Abtrennung von Wertstoffen in der Lebensmitteltechnik, Pharmazie, Chemie- und Umwelttechnik werden Trenngrenzen im Bereich zwischen Nano- und Mikrometern mit keramischen Membranen erreicht. Gastrennungsmembranen befinden sich derzeit in der Entwicklung. Der besondere Vorteil von Keramikmembranen besteht in der hohen Druckfestigkeit, Alterungsbeständigkeit bei Betrieb und Reinigung, sowie in engen Trenngrenzen, hohen Zuverlässigkeit und guten Permeabilitäten. Nachteilig sind hohe Einstandskosten und ungünstige Packungsdichten bei hohem Filterflächenbedarf.

Zur Entstaubung von Heißgasen, z. B. bei der modernen Kohlestaubverbrennung bzw. -vergasung und bei der Rückgewinnung von Wertstoffen aus heißen Abgasen werden rückreinigungsfähige Keramik-Filterkerzen bis zu einer Betriebstemperatur von 800 °C eingesetzt. Feuerstätten und Kleinfeuerungsanlagen, die mit Holz oder Holzpellets bzw. mit anderen nachwachsenden oder fossilen Rohstoffen betrieben werden, müssen infolge der gestiegenen Umweltanforderungen teilweise mit Filtern erstaus- oder nachgerüstet werden. Die besondere Herausforderung besteht dabei in einem Konzept, bei dem Filter und Filterbetrieb in einer wirtschaftlich vernünftigen Relation zur Feuerungsanlage und den Möglichkeiten der Betreiber stehen. In der Schmelzmetallurgie und Gießereiindustrie werden keramische Filter zur Schmelzenreinigung und Schmelzenberuhigung als Tiefenfilter in großem Umfang eingesetzt. Neben diesen klassischen Filtrationsanwendungen werden poröse Keramiken auch zur Begasung von Flüssigkeiten und Schmelzen oder als Träger für Biofilter eingesetzt.

 

Leistungsangebot

 

  • Anwendungsbezogene Entwicklung von keramischen Filtersystemen - Charakterisierung von keramischen Filtern (Zusammensetzung, Porencharakteristik, Permeabilität, Festigkeit, Korrosionsstabilität, Trenngrenze)
  • Modifizierung keramischer Filterwerkstoffe und Membransysteme
  • Entwicklung und Optimierung einzelner technologischer Schritte zur Fertigung von keramischen Filtern
  • Musterfertigung

 

Technische Ausstattung

 

  • Anlagen und Ausrüstungen zur Fertigung von Keramiksupporten und -membranen (Extrusion, Folientechnik)
  • Membranbeschichtungen mittels Dip- und Spincoating, Sprühen und Druckfiltration
  • Messgeräte und Analysevorrichtungen zur Charakterisierung von Filtern und Filtersystemen (Porosimeter, Porometer, Druckverlustprüfstand, Cross-Flow-Filtrationsanlage bis 6 bar)

 

Beispiele und Referenzen

 

  • Entwicklung von SiC-Mikrofiltrationsmembranen mit hoher Korrosions- und Abrasionsfestigkeit
  • Entwicklung von cofiringfähigen, kostengünstigen Cross-Flow-Mikrofiltrationsmodulen für Massenanwendungen
  • Precursorenbasierte Ultra- und Nanofiltrationsmembranen aus Nichtoxidkeramik
  • Thermisch regenerierbarer Staubfilter für Haushaltanwendungen
  • Filter für Holzfeuerstätten
  • Rezepturoptimierungen für die Herstellung von Schmelzmetallurgie-Filtern
  • Kriech- und korrosionsbeständige Filter für die Heißgasentstaubung (PFBC, IGCC)