[發明專利]一種梯度孔高溫過濾陶瓷管及其制備方法

有效

• 申請號: 201711065578.5
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107915475B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 徐曉虹;吳建鋒;張亞祥;范靜;劉星
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/195;C04B35/80;C04B35/622;C04B38/06;C04B38/02;C04B41/87;B01D46/00;B01D46/24;B01D46/54
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;官群

本發明涉及一種梯度孔高溫過濾陶瓷管及其制備方法，所述陶瓷管由內到外由管狀支撐體、過渡層及分離膜層組成，并且管狀支撐體、過渡層及分離膜層顯氣孔率和氣孔孔徑呈梯度分布，顯氣孔率依次遞增，氣孔孔徑依次遞減。本發明提供的梯度孔高溫過濾陶瓷管具有使用壽命長、孔徑可控、過濾精度高、抗熱震性好的優點，對大氣環境保護和節約能源具有重要意義。

技術領域

本發明屬于陶瓷技術領域，具體涉及一種用于高溫煙氣過濾除塵的梯度孔高溫過濾陶瓷管及其制備方法。

背景技術

高溫陶瓷過濾是一種先進的熱氣體凈化技術，廣泛應用于化工、石油、冶金、電力等行業。與常規的旋風除塵、靜電除塵等技術相比，該技術更適合去除高溫(800℃以上)和腐蝕性工業氣體中的粉塵。該技術要求核心陶瓷過濾材料具有優良的熱穩定性，除塵效率高、耐腐蝕性能好的優點，能適應極高的工作溫度，其除塵機理是當含塵氣流通過時，陶瓷過濾管通過慣性碰撞、攔截、擴散作用將粉塵阻擋在其外壁，達到氣固分離的目的。

目前，常見的陶瓷過濾材料多為莫來石、氧化鋁和碳化硅材質，如美國發明專利《CERAMIC FILTER ELEMENT》(US20110058990A1)公布了一種以碳化硅、莫來石等為原料制備用于高溫煙氣除塵陶瓷過濾管的方法。《PERMEABILITY AND HIGH TEMPERATURESTRENGTH OF POROUS MULLITE-ALUMINA CERAMICS FOR HOT GAS FILTRATION》一文中介紹了一種氧化鋁-莫來石復合多孔陶瓷過濾元件，其顯氣孔率為43～62％，氣孔孔徑6～13.8μm，但該過濾管為單層結構，極細粉塵穿過表面后，易造成過濾管污染和堵塞。美國發明專利《CERAMIC FILTER ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING A CERAMIC FILTERELEMENT》(US20140346104A1)介紹了一種以莫來石為主要原料制備高溫煙氣除塵陶瓷過濾管的方法，莫來石陶瓷管機械強度高，但是抗熱震性能較差。中國發明專利《碳化硅高溫陶瓷過濾管及其制備方法》(CN 101920142B)公開了一種以50～600μm碳化硅骨料為主要原料制備的碳化硅高溫陶瓷過濾管，雖然該過濾管的抗熱震性能較好，但其為單層結構，平均孔徑較大，為40-120μm，因此其對于PM2.5的過濾效果較差；中國發明專利《一種梯度孔隙純質碳化硅膜管及其制備方法》(CN102633531A)介紹了一種由支撐體層和表面膜層構成的碳化硅質陶瓷過濾管，該過濾管需要在真空、氬氣或其它惰性氣體保護下燒成，燒成溫度高達1500～2400℃，成本極高，且碳化硅顆粒存在高溫氧化的缺陷，顆粒粉化后的殘渣容易堵塞表面膜層和支撐體層。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種使用壽命長、孔徑可控、過濾精度高、抗熱震性好的梯度孔高溫過濾陶瓷管及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：

提供一種梯度孔高溫過濾陶瓷管，所述陶瓷管由內到外由管狀支撐體、過渡層及分離膜層組成，并且管狀支撐體、過渡層及分離膜層顯氣孔率和氣孔孔徑呈梯度分布，顯氣孔率依次遞增，氣孔孔徑依次遞減。

按上述方案，所述管狀支撐體、過渡層及分離膜層顯氣孔率分別為28～38％、36～41％、40～44％，氣孔孔徑分別為12～45μm、10～16μm、2～8μm，厚度分別為10～20mm、200～500μm、150～200μm。

按上述方案，所述管狀支撐體的原料由以下質量份的組分組成：煅燒鋁礬土顆粒40～60份，陶瓷結合劑20～50份，造孔劑20～40份；

其中煅燒鋁礬土顆粒級配及質量百分比為：1～0.425mm，30～50％；0.425～0.18mm，30～50％；0.18～0.125mm，10～20％；

所述陶瓷結合劑原料及質量百分比例為：高嶺土40～50％，滑石40～50％，工業氧化鋁10～20％；