我国陶瓷膜主要应用领域市场市场规模分析

我国陶瓷膜主要应用领域市场市场规模分析 一、 我国陶瓷膜主要应用领域市场市场规模 现阶段，以陶瓷膜为核心的膜分离技术在我国的应用主要体现为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。过滤分离工艺是工业生产过程中的重要工艺环节，在大部分工业行业中均有涉及。以陶瓷膜为核心的膜分离技术目前在我国主要应用于过程分离与特种水处理两大领域。 二、 机陶瓷膜行业发展趋势 陶瓷膜也被称为无机陶瓷膜，是以氧化铝（Al2O3）、氧化锆（ZrO2）和氧化钛（TiO2）等粉体为原材料，采用特殊工艺制备而形成的非对称膜。陶瓷膜具有良好的化学稳定性、耐酸耐碱性、机械强度大、耐高温、分离率高等优良特征，在食品工业、环境工程、生物工程、石油化工、冶金等多个领域得到广泛应用。 我国陶瓷膜的起步时间比较晚，在发展初期无法与国外产品竞争，但经过多年发展，国产陶瓷膜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。 与其他膜产品相比，陶瓷膜的价格相对较高，但是陶瓷膜凭借着良好的产品性能受到下游用户的欢迎，其具有较强的竞争力，具体表现为两个方面：一方面，陶瓷膜具有较长的使用寿命，主要是因为产品的机械强度高以及耐高温耐酸碱的特性免去膜组件的高频率更换;另一方面，陶瓷膜的膜通量比普通有机膜高近五倍，具备很高的处理效率。 三、 中国膜材料行业发展历程与现状 汉代时期，人们发明了用铅作助溶剂的低温铅釉。到了唐宋时代，中国人的彩釉工艺达到了顶峰。釉涂层不仅是漂亮的装饰层，而且增加了陶瓷器的机械强度，还使其不易污染，便于清洗。 我国现代化膜材料技术研究始于20世纪50年代，主要集中在有机分离膜材料的研究上。1958年，中国化学研究所研发出我国第一张现代化膜材料—聚乙烯醇离子交换膜。20世纪初，中国海洋大学闵学颐教授和中科院化学所朱秀昌先生带领的研究小组开始探索研究反渗透膜，经1967年全国海水淡化会战，首次制备出我国的反渗透（RO）膜—醋酸纤维素膜，为我国现代化膜材料科学技术发展打下了良好的基础。 20世纪70年代，中国膜材料技术进入了早期发展阶段，膜材料与膜材料相关产业得到初步发展，如电渗析、反渗透、超滤和微滤等。在20世纪80年代，发展步入繁荣期，新的膜材料不断涌现，新的应用领域持续拓展。膜法水处理技术被投入使用，如海水淡化、纯水生产、液体提纯和浓缩等。同时，气体分离膜也得到较快发展，富氧和N2/H2分离膜工艺进入工程化阶段。渗透汽化、膜蒸馏、无机膜和膜反应器也进入研究阶段。20世纪90年代，我国膜材料研究进入快速发展时期，对膜材料与膜工程展开了大量研究。其中，无机膜的开发开始进入商业化阶段，被成功应用于传统化工产业及生物工程等各个行业。 近年来，我国膜材料市场发展迅速，膜材料在电子、石油化工、食品、医药、饮料和环保等领域得到较广泛的应用，甚至日常生活如保鲜膜、购物袋、纯净水、工业生产、生物医药处处都有膜材料的踪影。目前中国已有一批膜技术应用开发的技术力量和专业化公司，如中国蓝星集团环境工程公司、深圳金达莱公司、北京碧水源公司、厦门威士邦公司等。 四、 全球膜材料行业发展现状 20世纪80年代以来，随着膜材料分离技术的工业化应用迅速发展，以及膜蒸馏和渗透汽化等膜分离过程技术不断取得突破，世界膜材料产业迎来了飞速发展。目前，国际上膜材料研发及具备产业化规模的生产机构主要集中在美国、日本和欧洲等发达国际和地区，而主要的国际研发机构有法国国家科学研究院、新加坡国立大学、鲁汶大学、俄罗斯研究院、美国能源部、屯特大学等；主要的生产企业包括美国GE公司、陶氏化学公司、GFT公司、UOP公司、颇尔公司、日本东丽（TORAY）株式会社、日东电工公司、株式会社久保田等。 从产品来看，以美日为代表的国外企业在高性能分离膜领域优势较为明显，尤其是在反渗透膜领域，正逐步形成了寡头垄断的格局，而其在气体分离膜等热点研究领域优势也比较明显。相比较而言，我国在高性能分离膜研究领域的起步较晚，且中低端产品居多，尤其是在高性能反渗透膜领域仍与国外企业有着较大差距。 五、 陶瓷膜简介 陶瓷膜（ceramicmembrane）又称无机陶瓷膜，是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而形成的非对称膜。陶瓷膜分为管式陶瓷膜和平板陶瓷膜两种。请注意，CT膜并非陶瓷膜的别名，该称谓实为非专业人士对陶瓷膜英文简称的一种错误表述。管式陶瓷膜管壁密布微孔，在压力作用下，原料液在膜管内或膜外侧流动，小分子物质（或液体）透过膜，大分子物质（或固体）被膜截留，从而达到分离、浓缩、纯化和环保等目的。平板陶瓷膜板面密布微孔，根据在一定的膜孔径范围内，渗透的物质分子直径不同则渗透率不同，以膜两侧的压力差为驱动力，膜为过滤介质，在一定压力作用下，当料液流过膜表面时，只允许水、无机盐、小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶和微生物等大分子物质通过。陶瓷膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势，已经成功应用于食品、饮料、植（药）物深加工、生物医药、发酵、精细化工等众多领域，可用于工艺过程中的分离、澄清、纯化、浓缩、除菌、除盐等。 六、 陶瓷膜分离性能和工程设计进一步创新 陶瓷膜在技术上具有比有机膜更好的过滤性能及更长的使用寿命，成本是影响其在水处理中大规模应用的重要原因之一。随着陶瓷膜分离性能和工程设计上的进一步创新，尤其是新的陶瓷膜制备工艺（如相转化法和新的烧结工艺）的应用，价格更低、过滤效率更高、性能更优异的陶瓷膜将会出现，进而推动陶瓷膜的应用发展。 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。 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。 七、 主要国家和地区发展状况 （一）美国 美国在膜材料研究方面起步较早，在高性能分离膜领域发展较为成熟，尤其是在反渗透膜领域逐渐形成垄断局势，在气体分离膜和液膜方面也处于全球领先地位。美国在高性能分离膜领域的代表型企业有覆盖面较大的陶氏公司、科氏滤膜系统等，而专注于气体分离膜的公司有AirProductsandChemicals公司、MembraneTechnology&Research公司等。 美国在能源隔膜材料领域发展也较为成熟。其中，美国埃克森美孚在隔膜材料所需的聚烯烃（聚丙烯、聚乙烯等）产品的生产工艺研发及产品销售方面处于领先地位，是全球最大的聚烯烃产品供应商，这为其旗下的东燃化学锂离子电池隔膜材料产品的品质提供了可靠的保证。 （二）日本 日本的膜材料产品主要用于海水淡化、家庭净化水、海水制盐、医学等用途，是世界各国中膜材料技术的推广应用方面做得最好的国家。日本政府各有关部门十分重视分离膜材料及其应用技术的研究，先后组织了一系列国家攻关项目并给予经常性的经费支持。而日本膜材料生产企业较多，且产业链发展比较完善，生产工艺比较先进。除此之外，日本膜材料产业还具有以下特点：（1）产业领域宽，微滤、超滤、反渗透、气体分离基渗透气化等膜材料种类齐全；（2）产品系列化和专用化强，生产企业可根据用户的需要，开发各种不同类型的膜材料和不同系列的膜材料组件；（3）注重利用公司以往的技术积累，发挥自己的技术优势。 在高性能分离膜领域，日本企业生产技术也比较成熟，其中产品覆盖较全面的公司有日东电工株式会社、东丽株式会社等，另外还有偏向气体分离的宇部兴产株式会社、专注于超滤微滤的旭化成株式会社。2017年10月18日，旭化成的水处理用中空纤维过滤膜Microza™被科威特市近郊的反渗透膜法海水淡化装置多哈Phase1作为预处理膜采用。 （三）欧洲 欧洲对膜材料的研究覆盖了膜材料学领域的所有方面，在渗透汽化、超滤、膜催化和膜反应器以及一些膜过程传质机理方面，一直处于世界前列。其中，德国在人工肾方面与日本同处于世界领先地位，而法国在无机膜的研究方面技术较为先进，意大利、比利时和荷兰等国的膜材料技术水平也比较高。 在高性能分离膜领域，较为领先的企业有法国苏伊士环境集团、德国迈纳德公司、德国OSMOMembraneSystemsGmbH，以及以水通道蛋白和正渗透为主要特色的丹麦AquaporinA/S、专注于无机膜研发的法国TAMIIndustries、较早进行均相电渗析膜和双极膜研发生产的德国Fumatech公司等。 八、 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。因此市场份额主要集中在久吾高科等少数公司。