CN101530701A

CN101530701A - 碳化硅烛状过滤器的制备方法

Info

Publication number: CN101530701A
Application number: CN200810014476A
Authority: CN
Inventors: 唐竹兴; 田贵山
Original assignee: Shandong University of Technology
Current assignee: Shandong University of Technology
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2028-03-10
Also published as: CN101530701B

Abstract

本发明提供一种碳化硅烛状过滤器的制备方法，包括原料制备、成型、干燥、烧成，其特征在于：将粒度为50～299μm碳化硅粉体、陶瓷结合剂、增孔剂和蜡浆按一定比例并在一定的温度下混合制成多孔陶瓷蜡浆，将多孔陶瓷蜡浆保持一定温度，采用震动浇注的方法成型成一定尺寸的碳化硅烛状过滤器坯体，将上述坯体在一定温度下烧成制成碳化硅烛状过滤器元件，再将过渡膜材料浆料、膜材料浆料先后分别均匀喷涂到上述碳化硅烛状过滤器元件表面上并分别达到一定的厚度，经干燥后，再在一定烧成温度下烧制成碳化硅烛状过滤器。本发明制备的碳化硅烛状过滤器具有梯度孔结构，孔径均匀、气孔率高，具有很高的过滤精度和过滤效率，且耐高温，容易再生，可重复使用。

Description

碳化硅烛状过滤器的制备方法

技术领域

本发明涉及一种碳化硅烛状过滤器的制备方法，属于多孔陶瓷制备技术领域。

背景技术

碳化硅烛状过滤器通常是采用注浆、挤出和等静压等传统的生产方法生产，目前生产的碳化硅烛状过滤器由于工艺技术的限制，生产的碳化硅烛状过滤器强度低、孔径分布不均匀、过滤效率低且生产成本高，特别是在高温煤气净化方面，在使用过程中容易产生压降大，反吹清洗困难，使用寿命短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能克服上述缺陷、适应工作温度范围宽、性能优良的碳化硅烛状过滤器的制备方法。其技术方案为：

一种碳化硅烛状过滤器的制备方法，包括原料制备、成型、干燥、烧成，其特征在于：将粒度为50～299μm碳化硅粉体、陶瓷结合剂、增孔剂和蜡浆按一定比例并在一定的温度下混合制成多孔陶瓷蜡浆，将多孔陶瓷蜡浆保持一定温度，采用震动浇注的方法成型成一定尺寸的碳化硅烛状过滤器坯体，将上述坯体在一定温度下烧成制成碳化硅烛状过滤器元件，再将过渡膜材料浆料、膜材料浆料先后分别均匀喷涂到上述碳化硅烛状过滤器元件表面上并分别达到一定的厚度，经干燥后，再在一定烧成温度下烧制成碳化硅烛状过滤器。

所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，陶瓷结合剂的制备是将氧化铝、苏州土、碳酸氢钙以0～100％、0～95％、0～5％的重量百分比均匀混合，并将混合粉体在球磨机中干磨至粒度为小于2μm粉体。

所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，多孔陶瓷蜡浆的制备是将50～299μm碳化硅粉体、陶瓷结合剂、增孔剂以60～90％、0～30％、0～10％的重量百分比均匀混合，然后外加20～40％重量百分比的蜡浆，在60～90℃的温度下混合均匀制成多孔陶瓷蜡浆。

所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，过渡膜材料浆料的制备是将重量百分比为60～90％的10～30μm碳化硅粉体、0～28％的陶瓷结合剂、0～10％的增孔剂、0～2％的聚乙烯醇，外加上述总重量30～70％的水与其均匀混合制成过渡膜材料浆料。

所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，膜材料浆料的制备是将重量百分比为60～90％的0.5～10μm莫来石粉体、0～28％的陶瓷结合剂、0～10％的增孔剂、0～2％的聚乙烯醇，外加上述总重量30～70％的水与其均匀混合制成膜材料浆料。

所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，蜡浆是将石蜡、蜂蜡、油酸以80～100％、0～15％、0～5％的重量百分比在60～90℃的温度下混合均匀制成蜡浆。

所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，增孔剂为炭粉、石墨、淀粉、木屑的一种或几种的混合物。

所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，碳化硅烛状过滤器坯体在1200～1600℃×1～6小时烧成，制成碳化硅烛状过滤器元件。

所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，先将过渡膜材料浆料均匀喷涂到碳化硅烛状过滤器元件的表面上，并达到100～500μm厚度，干燥后，再将膜材料浆料均匀喷涂到碳化硅烛状过滤器元件的表面上并到100～500μm厚度，干燥后，再在1000～1400℃×1～6小时烧制，制成碳化硅烛状过滤器。

本发明与现有技术相比，其优点为：

1、本发明的碳化硅烛状过滤器具有较丰富的宏孔结构，且由于主体材料是碳化硅材料，所以具有过滤效率和精度高、工作温度范围宽、使用温度高等特点；

2、由于本方法制得的碳化硅烛状过滤器可以再生，使得碳化硅烛状过滤器能够反复使用，从而降低运行成本。

具体实施方式

实施例1

1、陶瓷结合剂的制备：

将氧化铝、苏州土、碳酸氢钙以10％、88％、2％的重量百分比均匀混合，并将得到的混合粉体在球磨机中干磨至粒度为小于2μm粉体。

2、蜡浆的制备

将石蜡、蜂蜡、油酸以85％、10％、5％的重量百分比在80℃的温度下混合均匀制成蜡浆。

3、多孔陶瓷蜡浆的制备

将200μm碳化硅粉体、陶瓷结合剂、炭粉以80％、15％、5％的重量百分比均匀混合，然后外加30％重量百分比的蜡浆，在60℃的温度下混合均匀制成多孔陶瓷蜡浆。

4、过渡膜材料浆料的制备

将重量百分比为90％的10μm碳化硅粉体、5％的陶瓷结合剂、4.7％的炭粉、0.3％的聚乙烯醇，外加上述总重量50％的水与其均匀混合制成过渡膜材料浆料。

5、膜材料浆料的制备

将重量百分比为79.7％的5μm莫来石粉体、15％的陶瓷结合剂、5％的炭粉、0.3％的聚乙烯醇，外加上述总重量50％的水与其均匀混合制成膜材料浆料。

6、碳化硅烛状过滤器元件的制备

将多孔陶瓷蜡浆保持在80℃温度采用震动浇注的方法成型成

60mm×

40mm×1600mm的碳化硅烛状过滤器坯体，将上述坯体在1300℃×4小时烧制，制成碳化硅烛状过滤器元件。

7、膜材料被覆

首先将步骤4制得的过渡膜材料浆料采用喷枪均匀喷涂于步骤6中制成的碳化硅烛状过滤器元件的表面上，厚度为200μm，在90℃的温度下干燥30分钟，形成过渡膜材料，然后，将步骤5制得的膜材料浆料采用喷枪均匀喷涂于上述过渡膜材料的表面上，厚度为200μm，再在90℃的温度下干燥30分钟，然后，在1300℃×3小时烧制，制成碳化硅烛状过滤器。

实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。

所获得碳化硅烛状过滤器耐压强度为35MPa.，耐温1000℃。

实施例2

1、陶瓷结合剂的制备：

将氧化铝、苏州土、碳酸氢钙以80％、19％、1％的重量百分比均匀混合，并将得到的混合粉体在球磨机中干磨至粒度为小于2μm粉体。

2、蜡浆的制备

将石蜡、蜂蜡、油酸以92％、5％、3％的重量百分比在70℃的温度下混合均匀制成蜡浆。

3、多孔陶瓷蜡浆的制备

将60μm碳化硅粉体、陶瓷结合剂、石墨以70％、20％、10％的重量百分比均匀混合，然后外加40％重量百分比的蜡浆，在75℃的温度下混合均匀制成多孔陶瓷蜡浆。

4、过渡膜材料的制备

将重量百分比为75％的20μm碳化硅粉体、15％的陶瓷结合剂、9％的石墨、1％的聚乙烯醇，外加上述总重量70％的水与其均匀混合制成过渡膜材料浆料。

5、膜材料的制备

将重量百分比为65％的1μm莫来石粉体、24％的陶瓷结合剂、10％的石墨、1％的聚乙烯醇，外加上述总重量70％的水与其均匀混合制成膜材料浆料。

6、碳化硅烛状过滤器元件的制备

将多孔陶瓷蜡浆保持在80℃温度采用震动浇注的方法成型成

60mm×

40mm×1600mm的碳化硅烛状过滤器坯体，将上述坯体在1200℃×5小时烧制，制成碳化硅烛状过滤器元件。

7、被覆膜材料：

首先将步骤4制得的过渡膜材料浆料采用喷枪均匀喷涂于步骤6中制成的碳化硅烛状过滤器元件的表面上，厚度为100μm，在90℃的温度下干燥30分钟，形成过渡膜材料，然后，将步骤5制得的膜材料浆料采用喷枪均匀喷涂于上述过渡膜材料的表面上，厚度为100μm，再在90℃的温度下干燥30分钟，然后，在1200℃×6小时烧制，制成碳化硅烛状过滤器。

实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。

所获得碳化硅烛状过滤器耐压强度为20MPa.，耐温1000℃。

实施例3

1、陶瓷结合剂的制备：

将氧化铝、苏州土、碳酸氢钙以50％、46％、4％的重量百分比均匀混合，并将得到的混合粉体在球磨机中干磨至粒度为小于2μm粉体。

2、蜡浆的制备

将石蜡、蜂蜡、油酸以85％、14％、1％的重量百分比在90℃的温度下混合均匀制成蜡浆。

3、多孔陶瓷蜡浆的制备

将280μm碳化硅粉体、陶瓷结合剂、淀粉以85％、5％、10％的重量百分比均匀混合，然后外加25％重量百分比的蜡浆，在90℃的温度下混合均匀制成多孔陶瓷蜡浆。

4、过渡膜材料的制备

将重量百分比为71％的30μm碳化硅粉体、25％的陶瓷结合剂、2％的淀粉、2％的聚乙烯醇，外加上述总重量30％的水与其均匀混合制成过渡膜材料浆料。

5、膜材料的制备

将重量百分比为86％的10μm莫来石粉体、10％的陶瓷结合剂、2％的淀粉、2％的聚乙烯醇，外加上述总重量40％的水与其均匀混合制成膜材料浆料。

6、碳化硅烛状过滤器元件的制备

将多孔陶瓷蜡浆保持在80℃温度采用震动浇注的方法成型成

60mm×

40mm×1600mm的碳化硅烛状过滤器坯体，将上述坯体在1500℃×1小时烧制，制成碳化硅烛状过滤器元件。

7、被覆膜材料：

首先将步骤4制得的过渡膜材料浆料采用喷枪均匀喷涂于步骤6中制成的碳化硅烛状过滤器元件的表面上，厚度为500μm，在90℃的温度下干燥30分钟，形成过渡膜材料，然后，将步骤5制得的膜材料浆料采用喷枪均匀喷涂于上述过渡膜材料的表面上，厚度为500μm，再在90℃的温度下干燥30分钟，然后，在1100℃×2小时烧制，制成碳化硅烛状过滤器。

实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。

所获得碳化硅烛状过滤器耐压强度为30MPa.，耐温1000℃。

Claims

1、一种碳化硅烛状过滤器的制备方法，包括原料制备、成型、干燥、烧成，其特征在于：将粒度为50～299μm碳化硅粉体、陶瓷结合剂、增孔剂和蜡浆按一定比例并在一定的温度下混合制成多孔陶瓷蜡浆，将多孔陶瓷蜡浆保持一定温度，采用震动浇注的方法成型成一定尺寸的碳化硅烛状过滤器坯体，将上述坯体在一定温度下烧成制成碳化硅烛状过滤器元件，再将过渡膜材料浆料、膜材料浆料先后分别均匀喷涂到上述碳化硅烛状过滤器元件表面上并分别达到一定的厚度，经干燥后，再在一定烧成温度下烧制成碳化硅烛状过滤器。

2、根据权利要求1所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，其特征在于：陶瓷结合剂的制备是将氧化铝、苏州土、碳酸氢钙以0～100％、0～95％、0～5％的重量百分比均匀混合，并将混合粉体在球磨机中干磨至粒度为小于2μm粉体。

3、根据权利要求1所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，其特征在于：多孔陶瓷蜡浆的制备是将50～299μm碳化硅粉体、陶瓷结合剂、增孔剂以60～90％、0～30％、0～10％的重量百分比均匀混合，然后外加20～40％重量百分比的蜡浆，在60～90℃的温度下混合均匀制成多孔陶瓷蜡浆。

4、根据权利要求1所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，其特征在于：过渡膜材料浆料的制备是将重量百分比为60～90％的10～30μm碳化硅粉体、0～28％的陶瓷结合剂、0～10％的增孔剂、0～2％的聚乙烯醇，外加上述总重量30～70％的水与其均匀混合制成过渡膜材料浆料。

5、根据权利要求1所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，其特征在于：膜材料浆料的制备是将重量百分比为60～90％的0.5～10μm莫来石粉体、0～28％的陶瓷结合剂、0～10％的增孔剂、0～2％的聚乙烯醇，外加上述总重量30～70％的水与其均匀混合制成膜材料浆料。

6、根据权利要求1或3所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，其特征在于：蜡浆是将石蜡、蜂蜡、油酸以80～100％、0～15％、0～5％的重量百分比在60～90℃的温度下混合均匀制成蜡浆。

7、根据权利要求1所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，其特征在于：增孔剂为炭粉、石墨、淀粉、木屑的一种或几种的混合物。

8、根据权利要求1所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，其特征在于：碳化硅烛状过滤器坯体在1200～1600℃×1～6小时烧成，制成碳化硅烛状过滤器元件。

9、根据权利要求1所述的碳化硅烛状过滤器的制备方法，其特征在于：先将过渡膜材料浆料均匀喷涂到碳化硅烛状过滤器元件的表面上，并达到100～500μm厚度，干燥后，再将膜材料浆料均匀喷涂到碳化硅烛状过滤器元件的表面上并到100～500μm厚度，干燥后，再在1000～1400℃×1～6小时烧制，制成碳化硅烛状过滤器。