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国内陶瓷膜应用及行业壁垒:主要用于过程分离与特种水处理

来源:合肥智轩环保科技有限公司   发布时间:2020年6月14日  浏览次数:2023
    陶瓷膜材料陶瓷膜是以氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)和氧化钛(TiO2)等粉体原料经特殊工艺制备而成的膜。陶瓷膜的PH耐受范围更广、耐温极限更高,化学兼容性更大,可耐压3Mpa以上,且克服了有机膜在耐有机溶剂、机械强度等方面的不足,是当之无愧的高性能膜材料。
 
    作为一种无机新型高效分离材料,由于制备技术要求较高,在我国的发展时间短,技术成熟度和认识程度尚需提升。但由于陶瓷膜能够更好地适应过程工业及特种水处理等苛刻环境或复杂条件下的膜分离应用,且考虑到陶瓷膜市场渗透率低,未来该领域仍有较大发展空间。
 
    有机膜的和无机膜主要参数对比
 
      与传统过滤分离技术相比,陶瓷膜具有以下特点和优势:化学稳定性极佳,能够耐强酸、耐强碱、耐有机溶剂、耐氧化;耐高温、耐菌,抗污染性好;机械强度高,耐磨性好;孔径分布窄,分离精度高,可达到纳米级过滤;易清洗,可在线通过药剂或高温消毒,可反向冲洗;膜再生性能好,使用寿命长。
 

一、陶瓷膜行业企业格局

 
    国外陶瓷膜技术发展较早且较为成熟,因此在我国陶瓷膜行业发展初期,国外先进企业凭借其技术和产品优势,在我国陶瓷膜市场占据了垄断地位。随着国内陶瓷膜技术的发展,国内领先企业凭借价格竞争力、产品适用性及全过程服务等优势开始逐步实现进口替代,市场份额不断提升,已在国内陶瓷膜市场占据主导地位。由于陶瓷膜具有较高的技术门槛和市场壁垒,目前国内能够从事以陶瓷膜为核心的膜集成技术整体解决方案全过程业务的企业仍较少,多数企业的业务范围仅限于采购陶瓷膜材料及组件进行成套设备加工和工程安装,仅有极少数企业具备自主研发、设计、生产陶瓷膜材料、膜组件与成套设备并以此为基础向客户提供膜集成技术整体解决方案的完整业务体系。
 

二、陶瓷膜行业应用领域

 
    现阶段我国对于以陶瓷膜为核心的膜分离技术主要应用在对传统过滤分离技术的替代以及对过滤分离相关生产工艺的升级改造。且该技术尤其适用于过程工业及特种水处理等苛刻环境或复杂条件下的膜分离应用。
 
陶瓷膜目前在我国主要应用于过程分离与特种水处理两大领域
 
数据来源:公开资料整理
 
陶瓷膜的主要细分应用行业


数据显示:以陶瓷膜为核心的膜分离技术在过程分离领域中较为成熟的应用行业主要包括生物与医药、化工、食品饮料等行业,其中生物与医药、化工行业的应用规模相对较大。

 
各领域陶瓷膜安装面积分布
陶瓷膜各细分领域具体应用情况与前景
 

    三、陶瓷膜行业壁垒

 
    (1)技术壁垒
 
    以膜分离技术为基础的膜集成技术整体解决方案涉及材料科学、分离工程、过程工艺、环境科学、自动控制技术等多学科领域,属于技术密集型产品。为满足应用领域多元化、工艺条件多样化、运营服务专业化的要求以及保证整体解决方案稳定运行的需要,陶瓷膜企业需全面掌握陶瓷膜材料制备、膜组件与成套设备开发以及膜分离技术应用工艺设计等各个环节的关键核心技术,并具备较强的系统集成和运营服务能力。由于上述各方面的关键核心技术及相关系统集成和运营服务能力需要企业经过长期实践与技术研究的积累方可掌握,涉及多项专利及非专利技术,存在较高的技术壁垒。
 
    目前,具备陶瓷膜技术自主研发和综合创新能力的国内企业仍较少,仅有极少数企业能够自主掌握包括陶瓷膜材料制备技术、膜组件与成套设备开发技术、膜分离技术应用工艺及相关耦合技术在内的全面技术体系。
 
    (2)市场壁垒
 
    膜集成技术整体解决方案的应用通常涉及对传统过滤分离工艺的替代,并可能涉及对相关配套生产工艺的升级改造,覆盖了下游客户生产工艺中的重要环节。故下游应用客户在选择实施膜集成技术整体解决方案时通常较为审慎,对整体解决方案的适用性、安全性、可靠性和稳定性等有较高要求。因此,项目运行经验和过往成功案例,成为客户选择解决方案提供商的关键考虑因素,从而对新进入者构成一定的市场壁垒。
 
    此外,陶瓷膜技术在我国的发展时间相对较短,下游众多应用领域客户对陶瓷膜技术及陶瓷膜企业的认知度尚有限。行业内领先企业的品牌形象和市场地位会直接影响下游客户对其技术和产品的认识,从而影响下游客户对膜集成技术整体解决方案提供商的选择。
 
    (3)人才壁垒
 
    陶瓷膜行业是技术密集型行业,涉及材料科学、分离工程及相关下游应用领域的众多前沿技术,高素质的研究、开发、销售人才和管理团队是行业内企业经营成功的关键因素。陶瓷膜材料及膜组件与成套设备的研发、生产,膜集成技术整体解决方案的工艺设计及项目实施等各个环节均有较高的技术含量,且下游应用行业分布广泛,应用环境和工艺条件等存在较大差异。因此,要求技术研发和设计人员、生产和销售人员以及经营管理人员都需具备较高的技术水平和实践经验。由于国内陶瓷膜行业发展时间较短,相关的专业人才尚有限,对陶瓷膜行业的新进入者形成了一定的人才壁垒。

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