CN101696111A - 兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,包括配料、坯体成型、涂膜和烧结,其特征在于:(1)将粒度为80~200μm的骨料、高温结合剂、增孔剂、机单体、交联剂和分散剂混合均匀,另加水真空搅拌30~120min得混合液;(2)将上述混合液中另加入引发剂和催化剂,真空搅拌1~3min形成凝胶,然后注入模具,60~100℃固化8~24h后脱模得到过滤元件坯体,经室温干燥、高温炉烧制得到陶瓷过滤元件;(3)将脱硫剂球磨8~48h制成料浆,采用浸渍-提拉法对陶瓷过滤元件进行脱硫剂的涂膜;(4)涂膜后的陶瓷过滤元件在800~1200℃下烧结,得到兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件。该方法工艺简单,生产周期短,成本低,制得的产品性能优良。
Description
技术领域
本发明提供一种兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,属于多孔陶瓷的制备技术领域。
背景技术
高温煤气净化主要包括脱硫和除尘两部分,按照常规的净化工艺,脱硫和除尘是独立的单元操作,须分别经各自独立的装置过滤器和脱硫反应器完成。目前已有关于制作多孔陶瓷的技术报道,如:1、专利号为03112045.8的“梯度孔陶瓷过滤元件的制备方法”采用等静压法制备出梯度孔陶瓷过滤元件,具有高温除尘作用,缺点是其陶瓷过滤元件不具有脱硫作用,而且为了便于模具层脱出,所采用的骨料,必须在溶胶中充分混合,然后喷雾造粒,提高骨料的流动性,使制备工艺复杂;2、专利号为200410023972.9的“热气体净化用高温陶瓷过滤元件及其制备方法”缺点是陶瓷过滤元件不具有脱硫作用;3、专利号为200310114505.2的“具有脱硫作用的陶瓷过滤元件的制备工艺”采用注浆法制备陶瓷元件,然后把铁酸锌溶胶涂膜在陶瓷过滤元件上,缺点是使用石膏模具成型,受石膏的引水性的影响,元件的管壁薄,造成陶瓷元件强度低;受料浆脱水收缩的影响,造成陶瓷元件管长短;4、“脱硫除尘一体化梯度孔陶瓷过滤元件的制备方法”采用等静压成型,操作危险,生产周期长,成品率低,不利于工业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷,工艺简单、生产周期短、成本低、产品性能优良的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,其技术方案为:
包括配料、坯体成型、涂膜和烧结,其特征在于:(1)配料,将粒度为80~200μm的骨料、高温结合剂、增孔剂、机单体、交联剂和分散剂,按照80~90∶5~10∶0~5∶3~5∶0.1~2∶0.1~5的重量比混合均匀,另加上述重量25~35%的水,真空搅拌30~120min得混合液;(2)坯体成型,在上述获得的混合液中,加入上述原料重量0.1~0.5%的引发剂和0.1~0.5%的催化剂,真空搅拌1~3min形成凝胶,然后注入模具,60~100℃固化8~24h后脱模得到过滤元件坯体,将坯体室温干燥1~3天,然后放入高温炉,升温至1350~1550℃,保温1~8h,即制得陶瓷过滤元件;(3)涂膜,将脱硫剂球磨24~48h制成料浆,采用浸渍-提拉法对陶瓷过滤元件进行脱硫剂的涂膜;(4)烧结,涂膜后的陶瓷过滤元件在800~1200℃下烧结,得到兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件。
所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,配料工序中,机单体采用丙烯酰胺,交联剂采用N,N′-亚甲基双丙烯酰胺,引发剂采用过硫酸铵,催化剂采用四甲基乙二胺。
所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,骨料采用氧化铝或碳化硅。
所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,高温结合剂由膨润土和滑石组成,两者的质量百分比40~60∶40~60。
所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,增孔剂为碳黑、木炭中的一种或两者的任意混合物,其粒度为80~200μm。
所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,脱硫剂为氧化铁或铁酸锌的一种。
所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法:分散剂为聚丙烯酸胺、聚乙二醇或聚乙烯醇中的一种。
本发明与现有技术相比,具有如下优点:
1、本发明采用凝胶注模成型工艺制备坯体,坯体收缩率小,能够制备出4m长的过滤元件,有利于过滤效率的提高。
2、本发明由于涂覆了脱硫剂,制得的陶瓷过滤元件兼有除尘脱硫作用,简化了高温煤气净化工艺。
3、本发明采用二次烧成工艺,因为不用考虑脱硫剂的高温分解,基体烧成中,可以采用较高温度,有利于提高陶瓷过滤元件的强度,抗热振性。
4、本发明工艺简单,安全,设备要求低,成品率高。
具体实施方式
实施例1
(1)配料,将粒度为820克80μm的氧化铝、50克滑石、30克膨润土、50克丙烯酰胺、20克N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、50克聚丙烯酸胺、250克水,真空搅拌30min,得混合液;
(2)坯体成型,在上述获得的混合液中,加入1克过硫酸铵,1克四甲基乙二胺,真空搅拌1min形成凝胶,然后注入模具,60℃固化24h后脱模得到过滤元件坯体,将坯体室温干燥3天,然后放入高温炉,升温至1500℃,保温1h,即制得陶瓷过滤元件;
(3)涂膜,将纳米铁酸锌球磨8h制成料浆,采用浸渍-提拉法对陶瓷过滤元件进行脱硫剂的涂膜;
(4)烧结,涂膜后的陶瓷过滤元件在800℃下烧结,得到兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件。
实施例2
(1)配料,将粒度为850克100μm的氧化铝、30克滑石、20克膨润土、50克100μm碳黑、30克丙烯酰胺,10克N,N′-亚甲基双丙烯酰胺,10克聚丙烯酸胺,300克水,真空搅拌120min,得混合液;
(2)坯体成型,在上述获得的混合液中,加入1克过硫酸铵,5克四甲基乙二胺,真空搅拌2min形成凝胶,然后注入模具,80℃固化24h后脱模得到过滤元件坯体,将坯体室温干燥3天,然后放入高温炉,升温至1550℃,保温1h,即制得陶瓷过滤元件;
(3)涂膜,将纳米氧化铁球磨8h制成料浆,采用浸渍-提拉法对陶瓷过滤元件进行脱硫剂的涂膜;
(4)烧结,涂膜后的陶瓷过滤元件在800℃下烧结,得到兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件。
实施例3
(1)配料,将粒度为900克150μm的碳化硅、30克滑石、20克膨润土、30克丙烯酰胺、10克N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、10克聚乙二醇、250克水,真空搅拌60min,得混合液;
(2)坯体成型,在上述获得的混合液中,加入3克过硫酸铵,5克四甲基乙二胺,真空搅拌3min形成凝胶,然后注入模具,100℃固化8h后脱模得到过滤元件坯体,将坯体室温干燥3天,然后放入高温炉,升温至1500℃,保温1h,即制得陶瓷过滤元件;
(3)涂膜,将铁酸锌球磨24h制成料浆,采用浸渍-提拉法对陶瓷过滤元件进行脱硫剂的涂膜;
(4)烧结,涂膜后的陶瓷过滤元件在1200℃下烧结,得到兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件。
实施例4
(1)配料,将粒度为800克200μm的碳化硅、50克滑石、50克膨润土、50克100μm碳黑、48克丙烯酰胺,1克N,N′-亚甲基双丙烯酰胺,1克聚乙烯醇,300克水,真空搅拌120min,得混合液;
(2)坯体成型,在上述获得的混合液中,加入3克过硫酸铵,3克四甲基乙二胺,真空搅拌1min形成凝胶,然后注入模具,80℃固化24h后脱模得到过滤元件坯体,将坯体室温干燥2天,然后放入高温炉,升温至1450℃,保温1h,即制得陶瓷过滤元件;
(3)涂膜,将氧化铁球磨8h制成料浆,采用浸渍-提拉法对陶瓷过滤元件进行脱硫剂的涂膜;
(4)烧结,涂膜后的陶瓷过滤元件在900℃下烧结,得到兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件。
Claims (7)
1.一种兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,包括配料、坯体成型、涂膜和烧结,其特征在于:(1)配料,将粒度为80~200μm的骨料、高温结合剂、增孔剂、机单体、交联剂和分散剂,按照80~90∶5~10∶0~5∶3~5∶0.1~2∶0.1~5的重量比混合均匀,另加上述重量25~35%的水,真空搅拌30~120min得混合液;(2)坯体成型,在上述获得的混合液中,加入上述原料重量0.1~0.5%的引发剂和0.1~0.5%的催化剂,真空搅拌1~3min形成凝胶,然后注入模具,60~100℃固化8~24h后脱模得到过滤元件坯体,将坯体室温干燥1~3天,然后放入高温炉,升温至1350~1550℃,保温1~8h,即制得陶瓷过滤元件;(3)涂膜,将脱硫剂球磨8~48h制成料浆,采用浸渍-提拉法对陶瓷过滤元件进行脱硫剂的涂膜;(4)烧结,涂膜后的陶瓷过滤元件在800~1200℃下烧结,得到兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件。
2.如权利要求1所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,其特征在于:配料工序中,机单体采用丙烯酰胺,交联剂采用N,N′-亚甲基双丙烯酰胺,引发剂采用过硫酸铵,催化剂采用四甲基乙二胺。
3.如权利要求1所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,其特征在于:骨料采用氧化铝或碳化硅。
4.如权利要求1所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,其特征在于:高温结合剂由膨润土和滑石组成,两者的质量百分比40~60∶40~60。
5.如权利要求1所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,其特征在于:增孔剂为碳黑、木炭中的一种或两者的任意混合物,其粒度为80~200μm。
6.如权利要求1所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,其特征在于:脱硫剂为氧化铁或铁酸锌的一种。
7.如权利要求1所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法,其特征在于:分散剂为聚丙烯酸胺、聚乙二醇或聚乙烯醇中的一种。
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