[發(fā)明專利]脫硫除塵一體化梯度孔陶瓷過濾元件的制備工藝

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710013608.8
• 申請(qǐng)日: 2007-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN101053720A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏春城;田貴山;孟凡濤;唐竹興;許珂敬;牛俊粉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D39/20
• 分類號(hào): B01D39/20;C04B35/00;C04B38/00;B32B18/00
• 代理公司: 淄博科信專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 吳紅

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供一種脫硫除塵一體化梯度孔陶瓷過濾元件的制備工藝，屬于多孔陶瓷的制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

多孔陶瓷是一種氣孔功能陶瓷，其中含有大量開口貫通氣孔，因而具有巨大的氣孔率、氣孔表面積及可調(diào)節(jié)的氣孔形狀、氣孔三維空間的分布、連通等特點(diǎn)。因而利用多孔陶瓷除去顆粒雜質(zhì)及有害有毒物質(zhì)的方法應(yīng)用范圍愈來愈廣泛。我國(guó)在該領(lǐng)域起步較晚，對(duì)于多孔陶瓷的制備工藝及應(yīng)用可以說僅處于試制或試用階段，只有由陶瓷過濾芯組成的生活飲用水凈化器投入批量生產(chǎn)，還沒有用于IGCC電廠的熱煤氣的凈化。高溫煤氣凈化主要包括脫硫和除塵兩部分，按照常規(guī)的凈化工藝，脫硫和除塵是獨(dú)立的單元操作，須分別經(jīng)各自獨(dú)立的裝置過濾器和脫硫反應(yīng)器完成。目前已有關(guān)于制作多孔陶瓷的技術(shù)報(bào)道，如：1、專利號(hào)為03112045.8的“梯度孔陶瓷過濾元件的制備方法”采用等靜壓法制備出梯度孔陶瓷過濾元件，具有高溫除塵作用，缺點(diǎn)是其陶瓷過濾元件不具有脫硫作用，而且為了便于模具層脫出，所采用的骨料，必須在溶膠中充分混合，然后噴霧造粒，提高骨料的流動(dòng)性，使制備工藝復(fù)雜；2、專利號(hào)為200410023972.9的“熱氣體凈化用高溫陶瓷過濾元件及其制備方法”缺點(diǎn)是陶瓷過濾元件不具有脫硫作用；3、專利號(hào)為200310114505.2的“具有脫硫作用的陶瓷過濾元件的制備工藝”采用注漿法制備陶瓷元件，然后把鐵酸鋅溶膠涂膜在陶瓷過濾元件上，缺點(diǎn)是使用石膏模具成型，受石膏的引水性的影響，元件的管壁薄，造成陶瓷元件強(qiáng)度低；受料漿脫水收縮的影響，造成陶瓷元件管長(zhǎng)短；脫硫劑為鐵酸鋅，以溶膠形式涂附在陶瓷元件表面，脫硫劑含量少，脫硫量有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述缺陷、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、成本低、產(chǎn)品工作性能優(yōu)良的脫硫除塵一體化梯度孔陶瓷過濾元件的制備工藝，其技術(shù)方案為：

包括配料、坯體成型和燒結(jié)工藝，其特征在于：梯度孔陶瓷過濾元件分內(nèi)外兩層，內(nèi)層的組成是粒度為80～150μm的Al₂O₃、高溫結(jié)合劑、成型結(jié)合劑和增孔劑，其重量比為：70～80∶5～10∶2～5∶10～20，外加上述總重量的1～6％的水混合制得內(nèi)層粉料，外層粉料是在內(nèi)層組分的基礎(chǔ)上，另添加內(nèi)層總重量的10～20％的脫硫劑，且外層Al₂O₃顆粒粒度小于內(nèi)層Al₂O₃顆粒粒度20～70μm，成型時(shí)，先將配比好的內(nèi)、外層粉料分別在混料機(jī)中攪拌均勻后過篩，再將內(nèi)層粉料裝入模具中，等靜壓成型，其成型壓力為100～200MPa，卸壓取出模具，打開模具頂蓋，裝入外層粉料，等靜壓成型，其成型壓力為130～250MPa，制備出具有雙層結(jié)構(gòu)的陶瓷過濾元件坯體，將坯體室溫干燥1～3天，然后放入高溫爐，升溫至1150～1250℃，保溫1～3h，即制得脫硫除塵一體化梯度孔陶瓷過濾元件。

所述的脫硫除塵一體化梯度孔陶瓷過濾元件的制備工藝，高溫結(jié)合劑各組成的質(zhì)量百分比為堇青石占60～70％，莫來石占30～40％；

所述的脫硫除塵一體化梯度孔陶瓷過濾元件的制備工藝，增孔劑為碳粉、木炭中的一種或兩者的任意混合物，其粒度為80～150μm。

所述的脫硫除塵一體化梯度孔陶瓷過濾元件的制備工藝，成型結(jié)合劑為纖維素。

所述的脫硫除塵一體化梯度孔陶瓷過濾元件的制備工藝，脫硫劑為Fe₂O₃或ZnFe₂O₄的一種。

所述的脫硫除塵一體化梯度孔陶瓷過濾元件的制備工藝，等靜壓成型外層壓力比內(nèi)層高20～50MPa。

所述的脫硫除塵一體化梯度孔陶瓷過濾元件的制備工藝，燒結(jié)時(shí)，高溫爐爐溫的升溫速度為5～10℃/min。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明以Al₂O₃為骨料，抗氧化性強(qiáng)，抗熱振性好，通孔率高。

2、本發(fā)明采用堇青石莫來石復(fù)合材料作為高溫粘結(jié)劑，生成堇青石相和莫來石相，提高了陶瓷過濾元件的強(qiáng)度。

3、本發(fā)明由于在外層原料中添加了脫硫劑，制得的梯度孔陶瓷過濾元件兼有除塵脫硫作用，簡(jiǎn)化了高溫煤氣凈化工藝；

4、制得的梯度孔陶瓷過濾元件的外層孔徑小于內(nèi)層孔徑5～20μm，有利于除塵作用；

5、本發(fā)明采用等靜壓成型技術(shù)，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，成本低，產(chǎn)品孔徑可控，氣孔率高，強(qiáng)度高，抗熱震性能好，適用于高溫煤(煙)氣的過濾。