[發明專利]一種高強度陶瓷膜支撐體的制備方法

有效

• 申請號: 201410595276.9
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104387111A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 肖漢寧;林晶;高朋召
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B35/81
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;劉佳芳

技術領域

本發明涉及陶瓷膜支撐體技術領域，進一步是指高強度陶瓷膜支撐體的制備方法。

背景技術

布袋式除塵器是粉塵過濾中應用最為廣泛的除塵設備，但其也存在如下問題：一是不耐高溫，當氣體溫度超過200℃時就無法使用，即便用玻璃纖維制造的布袋除塵器，也只能在400℃以下使用；二是當氣體濕度大（潮濕）時，粉塵粘附在布袋上難以脫落，使除塵設備無法正常運行；三是粉塵回收易產生二次揚塵，布袋再生不徹底，使除塵效率降低。

陶瓷膜在污水處理、高溫煙氣處理和粉塵收集等方面獲得了越來越廣泛的應用，在環境保護中發揮了重要作用。但其在應用過程中也暴露出不少問題，主要是目前的陶瓷膜支撐體的強度較低，且通常需做成圓管式（單孔）或蓮藕式（多孔）以增加其強度，但顯著降低了單位體積內的過濾面積，使得陶瓷膜過濾設備單位體積的過濾面積僅為布袋式除塵器的20~30%，大大增加了設備體積和制造成本。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于克服布袋式除塵器的缺陷，提供一種高強度陶瓷膜支撐體的制備方法，以實現陶瓷膜過濾板的高效率低成本制備。該方法是將以煅燒鋁礬土和高塑性粘土為主要原料的陶瓷泥料與植物造孔材料充分混合后，經真空擠制為陶瓷膜支撐體坯體，干燥后在輥道窯中快速燒成。該陶瓷膜支撐體的強度是由高度致密化的以剛玉顆粒和原位生成的莫來石晶須為增強相的復相陶瓷材料提供，而孔徑和孔隙率則由具有纖維狀或片狀結構的在高溫下完全燒失的植物造孔材料進行調控，因此具有較好的孔連通特性，從而獲得高強度和高連通孔結構的陶瓷膜支撐體。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種高強度陶瓷膜支撐體的制備方法，具體工藝步驟為：?

（1）將陶瓷泥料配料后球磨3小時~5小時，得漿料；所述陶瓷泥料由重量百分數為35%~50%煅燒鋁礬土、25%~35%高塑性粘土、15%~25%瓷土和10%~15%長石組成，所述煅燒鋁礬土和長石選平均粒徑在10微米以下的粉料；

（2）將漿料過篩、除鐵后，根據支撐體的孔徑和孔隙率要求加入植物造孔材料，再加入水分散均勻，壓濾脫水后得泥餅；

（3）將泥餅粗練后陳腐24小時以上，然后真空擠制為所需尺寸的濕坯，干燥后得生坯；

（4）將生坯置于輥道窯內，在1260℃~1320℃燒成，燒成時間為6小時~8小時；然后冷卻，冷卻時間為5小時~6小時，出窯得陶瓷膜支撐體。

優選方案，步驟（2）中所述植物造孔材料包括米糠、稻草、秸稈等植物中的一種或多種。

優選方案，步驟（2）所述植物造孔材料的粒徑為100目~320目。

優選方案，步驟（3）中真空擠制時的真空度應小于0.01MPa。。

優選方案，步驟（3）所述濕坯為內部設有多個中空通道的平板式結構，如圖1所示。

步驟（4）得到的陶瓷膜支撐體產品的抗彎強度為40MPa?~80MPa，連通孔隙率在30%~60%之間可調，孔徑在10~100微米之間可調。

以下對本發明做出進一步說明。

研究表明，陶瓷膜過濾板可耐1000℃以上的高溫，可用水或氣體方便地進行反沖再生，從而避免因粉塵粘附在膜上面而降低過濾效率；用水反沖再生時不會產生二次揚塵，再生徹底，可確保過濾除塵效果；陶瓷膜過濾板使用壽命長，設備維護和運行成本低。因此，陶瓷膜過濾板可從根本上克服現有布袋式除塵器的不足，更好地滿足高溫煙氣和潮濕粉塵氣體的除塵過濾要求。

將陶瓷膜過濾管做成類似于布袋的平板中空結構，將大幅增加單位體積內的過濾面積，達到布袋式除塵器的過濾效果。與現有的管式或蓮藕式陶瓷膜支撐體比，則可顯著縮小過濾設備的體積，提高過濾效率，降低設備制造和運行成本。

要制備出可與布袋式除塵元件媲美的陶瓷膜過濾板，關鍵是要提高平板式中空陶瓷膜支撐體的強度，以減小過濾板的壁厚，這樣既可降低過濾阻力，又可減少材料消耗，縮小設備體積，降低制造成本。