CN104874233B - 一种燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺 - Google Patents

一种燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺，包括：制备钙钛矿型物质AB1‑xCxO3粉末，并在真空炉中进行脱脂处理，在金属网基材上涂覆复合吸附材料，放入真空炉中，在1000‑1600℃烧结10‑30小时，得到复合支撑层，将钙钛矿型物质进行球磨制成浆料，并将浆料涂覆在复合支撑层，随后对其进行干燥和烧结，烧结温度为900‑1500℃，冷却取出后，得到非对称结构预氧化金属滤材半成品，将制备的滤材半成品使用成型机对其进行成型，将其卷成管状，最后用氩弧焊机或等离子焊机将管状过滤材料的中缝进行焊接，制得非对称结构预氧化金属滤材；本发明所制备的燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材具有过滤阻力低、过滤通量大、孔隙率大和承压能力强的特点。

Description

一种燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺
技术领域
本发明涉及燃气轮机的过滤材料制备技术领域，特别是一种燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺。
背景技术
研究发现，现在安装在S-Zorb装置内的过滤芯孔隙率小，工作压差高，容易堵塞，流通量衰减速度快，造成反吹频繁，寿命短，直接影响到了企业的效益；使用现有的过滤器在装置内运行时，当进油量为135-154t/h，压差在19-24KPa之间时；其中最小进油量为135.12t/h，最低压差为19.55KPa，最大进油量为153.78t/h，最高压差为24.12KPa。
目前市场上纳米TiO2产品主要是纳米TiO2粉体分散体系，这些体系由于使用了各种高分子的有机分散稳定剂对其进行表面改性，大都稳定性较差且光催化性能大幅度下降。更为重要的是，TiO2的吸光频带窄，锐钛矿的带隙能Eg≈3.2Ev，只有在波长λ≤387.5nm的光子激发下，才能产生电子-空穴对（e--h+），主要使用的是387.5nm以下的紫外光，这部分光辐射到地面仅占光辐射总量的4%左右；因此，目前均采用人工光源，能耗较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺，包括如下具体步骤：
制备钙钛矿型物质AB1-xCxO3粉末，并在温度为300-600℃的真空炉中进行脱脂处理，钙钛矿型物质AB1-xCxO3中掺杂比x的取值范围为0至1，其中，元素A为Sr、La、Nd、Gd、Ca、Cd、Pb中的一种；
元素B为Zr、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co中的一种；
元素C为Y、Ga、Cu中的一种，其具体制备步骤为：
以金属元素A、B、C的硝酸盐为原料前驱体溶解于水中，其中金属元素A、B、C的硝酸盐的摩尔比为MA=MB+MC，得到混合盐溶液，首先在100-150℃下干燥6-10小时，随后在550-750℃下高温煅烧1-4小时后，得到钙钛矿型物质AB1-xCxO3粉末；
在金属网基材上涂覆复合吸附材料，放入真空炉中，在1000-1600℃烧结10-30小时，得到复合支撑层，复合吸附材料的制备步骤为：
按质量百分数计称取硅藻土：30-50%，海泡石：25-45%，分子筛：25-35%，膨润土：5-10%，硅胶：0-10%，各组分之和等于100%，混合后在100℃下干燥1.5小时，随后自然状况下冷却制得，复合吸附材料的比表面积为320-360m2/g，平均孔径为80-110nm，孔容为0.85-1.15ml/g；
将步骤中的钙钛矿型物质进行球磨制成浆料，并将浆料涂覆在复合支撑层，控制涂层的厚度为0.1-0.5mm，随后对其进行干燥和烧结，烧结温度为900-1500℃，冷却取出后，得到非对称结构预氧化金属滤材半成品，将制备的滤材半成品使用成型机对其进行成型，将其卷成管状，最后用氩弧焊机或等离子焊机将管状过滤材料的中缝进行焊接，制得非对称结构预氧化金属滤材。
技术效果：本发明通过复合吸附材料强大的吸附性能，使污染物富集到活性组分表面，增大了反应物浓度，且能够避免催化反应过程中的中间产物游离或挥发，从而有效保证了催化反应的快速进行；载体将掺杂钙钛矿型物质的纳米锐钛矿型二氧化钛固定在表面，对氧化催化剂的循环使用、节约、环保和增大经济效益有很重要的意义；
本发明采用金属粉末烧结的过滤材料为基体、金属网、丝为强化相、细孔径的粉末涂层为过滤层的带强化相的非对称结构粉末烧结过滤管、片，具有过滤阻力低、过滤通量大、孔隙率大和承压能力强的特点。
本发明进一步限定的技术方案是：
进一步的，前述的燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺，包括如下具体步骤：
制备钙钛矿型物质AB1-xCxO3粉末，并在温度为450℃的真空炉中进行脱脂处理，钙钛矿型物质AB1-xCxO3中掺杂比x的取值为0，其中，元素A为Sr、La、Nd、Gd、Ca、Cd、Pb中的一种；
元素B为Zr、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co中的一种，其具体制备步骤为：
以金属元素A、B的硝酸盐为原料前驱体溶解于水中，其中金属元素A、B的硝酸盐的摩尔比为MA=MB，得到混合盐溶液，首先在120℃下干燥8小时，随后在560℃下高温煅烧2小时后，得到钙钛矿型物质AB1-xO3粉末；
在金属网基材上涂覆复合吸附材料，放入真空炉中，在1250℃烧结15小时，得到复合支撑层，复合吸附材料的制备步骤为：
按质量百分数计称取硅藻土：30-50%，海泡石：25-45%，分子筛：25-35%，膨润土：5-10%，硅胶：0-10%，各组分之和等于100%，混合后在100℃下干燥1.5小时，随后自然状况下冷却制得，复合吸附材料的比表面积为330m2/g，平均孔径为105nm，孔容为0.85-1.15ml/g；
将步骤中的钙钛矿型物质进行球磨制成浆料，并将浆料涂覆在复合支撑层，控制涂层的厚度为0.4mm，随后对其进行干燥和烧结，烧结温度为1250℃，冷却取出后，得到非对称结构预氧化金属滤材半成品，将制备的滤材半成品使用成型机对其进行成型，将其卷成管状，最后用氩弧焊机或等离子焊机将管状过滤材料的中缝进行焊接，制得非对称结构预氧化金属滤材。
前述的燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺，包括如下具体步骤：
制备钙钛矿型物质AB1-xCxO3粉末，并在温度为550℃的真空炉中进行脱脂处理，钙钛矿型物质AB1-xCxO3中掺杂比x的取值为1，其中，元素B为Zr、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co中的一种；
元素C为Y、Ga、Cu中的一种，其具体制备步骤为：
以金属元素A、C的硝酸盐为原料前驱体溶解于水中，其中金属元素A、C的硝酸盐的摩尔比为MA=MC，得到混合盐溶液，首先在110℃下干燥6小时，随后在650℃下高温煅烧3小时后，得到钙钛矿型物质ACxO3粉末；
在金属网基材上涂覆复合吸附材料，放入真空炉中，在1500℃烧结16小时，得到复合支撑层，复合吸附材料的制备步骤为：
按质量百分数计称取硅藻土：30-50%，海泡石：25-45%，分子筛：25-35%，膨润土：5-10%，硅胶：0-10%，各组分之和等于100%，混合后在100℃下干燥1.5小时，随后自然状况下冷却制得，复合吸附材料的比表面积为330m2/g，平均孔径为95nm，孔容为0.85-1.15ml/g；
将步骤中的钙钛矿型物质进行球磨制成浆料，并将浆料涂覆在复合支撑层，控制涂层的厚度为0.3mm，随后对其进行干燥和烧结，烧结温度为1150℃，冷却取出后，得到非对称结构预氧化金属滤材半成品，将制备的滤材半成品使用成型机对其进行成型，将其卷成管状，最后用氩弧焊机或等离子焊机将管状过滤材料的中缝进行焊接，制得非对称结构预氧化金属滤材。
前述的燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺，金属网为是Fe、Co、Ni、W、Mo、Cr、Cu、Al、Ti、Zn、Sn、Ta、Nb、Zr的单质金属网、丝，或者是这些金属元素中的多种所组成的合金网。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺，包括如下具体步骤：
制备钙钛矿型物质AB1-xCxO3粉末，并在温度为450℃的真空炉中进行脱脂处理，钙钛矿型物质AB1-xCxO3中掺杂比x的取值为0，其中，元素A为Sr、La、Nd、Gd、Ca、Cd、Pb中的一种；
元素B为Zr、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co中的一种，其具体制备步骤为：
以金属元素A、B的硝酸盐为原料前驱体溶解于水中，其中金属元素A、B的硝酸盐的摩尔比为MA=MB，得到混合盐溶液，首先在120℃下干燥8小时，随后在560℃下高温煅烧2小时后，得到钙钛矿型物质AB1-xO3粉末；
在金属网基材上涂覆复合吸附材料，放入真空炉中，在1250℃烧结15小时，得到复合支撑层，复合吸附材料的制备步骤为：
按质量百分数计称取硅藻土：30-50%，海泡石：25-45%，分子筛：25-35%，膨润土：5-10%，硅胶：0-10%，各组分之和等于100%，混合后在100℃下干燥1.5小时，随后自然状况下冷却制得，复合吸附材料的比表面积为330m2/g，平均孔径为105nm，孔容为0.85-1.15ml/g；
将步骤中的钙钛矿型物质进行球磨制成浆料，并将浆料涂覆在复合支撑层，控制涂层的厚度为0.4mm，随后对其进行干燥和烧结，烧结温度为1250℃，冷却取出后，得到非对称结构预氧化金属滤材半成品，将制备的滤材半成品使用成型机对其进行成型，将其卷成管状，最后用氩弧焊机或等离子焊机将管状过滤材料的中缝进行焊接，制得非对称结构预氧化金属滤材；
前述的燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺，金属网为是Fe、Co、Ni、W、Mo、Cr、Cu、Al、Ti、Zn、Sn、Ta、Nb、Zr的单质金属网、丝，或者是这些金属元素中的多种所组成的合金网。
实施例2
本实施例提供的一种燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺，包括如下具体步骤：
制备钙钛矿型物质AB1-xCxO3粉末，并在温度为550℃的真空炉中进行脱脂处理，钙钛矿型物质AB1-xCxO3中掺杂比x的取值为1，其中，元素B为Zr、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co中的一种；
元素C为Y、Ga、Cu中的一种，其具体制备步骤为：
以金属元素A、C的硝酸盐为原料前驱体溶解于水中，其中金属元素A、C的硝酸盐的摩尔比为MA=MC，得到混合盐溶液，首先在110℃下干燥6小时，随后在650℃下高温煅烧3小时后，得到钙钛矿型物质ACxO3粉末；
在金属网基材上涂覆复合吸附材料，放入真空炉中，在1500℃烧结16小时，得到复合支撑层，复合吸附材料的制备步骤为：
按质量百分数计称取硅藻土：30-50%，海泡石：25-45%，分子筛：25-35%，膨润土：5-10%，硅胶：0-10%，各组分之和等于100%，混合后在100℃下干燥1.5小时，随后自然状况下冷却制得，复合吸附材料的比表面积为330m2/g，平均孔径为95nm，孔容为0.85-1.15ml/g；
将步骤中的钙钛矿型物质进行球磨制成浆料，并将浆料涂覆在复合支撑层，控制涂层的厚度为0.3mm，随后对其进行干燥和烧结，烧结温度为1150℃，冷却取出后，得到非对称结构预氧化金属滤材半成品，将制备的滤材半成品使用成型机对其进行成型，将其卷成管状，最后用氩弧焊机或等离子焊机将管状过滤材料的中缝进行焊接，制得非对称结构预氧化金属滤材；
前述的燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺，金属网为是Fe、Co、Ni、W、Mo、Cr、Cu、Al、Ti、Zn、Sn、Ta、Nb、Zr的单质金属网、丝，或者是这些金属元素中的多种所组成的合金网。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺，其特征在于，包括如下具体步骤：
制备钙钛矿型物质AB1-xCxO3粉末，并在温度为300-600℃的真空炉中进行脱脂处理，所述钙钛矿型物质AB1-xCxO3中掺杂比x的取值范围为0至1，其中，所述元素A为Sr、La、Nd、Gd、Ca、Cd、Pb中的一种；
所述元素B为Zr、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co中的一种；
所述元素C为Y、Ga、Cu中的一种，其具体制备步骤为：
以金属元素A、B、C的硝酸盐为原料前驱体溶解于水中，其中金属元素A、B、C的硝酸盐的摩尔比为MA＝MB+MC，得到混合盐溶液，首先在100-150℃下干燥6-10小时，随后在550-750℃下高温煅烧1-4小时后，得到钙钛矿型物质AB1-xCxO3粉末；
在金属网基材上涂覆复合吸附材料，放入真空炉中，在1000-1600℃烧结10-30小时，得到复合支撑层，所述复合吸附材料的制备步骤为：
按质量百分数计称取硅藻土：30-50％，海泡石：25-45％，分子筛：25-35％，膨润土：5-10％，硅胶：0-10％，各组分之和等于100％，混合后在100℃下干燥1.5小时，随后自然状况下冷却制得，复合吸附材料的比表面积为320-360m2/g，平均孔径为80-110nm，孔容为0.85-1.15ml/g；
将步骤中的钙钛矿型物质进行球磨制成浆料，并将浆料涂覆在复合支撑层，控制涂层的厚度为0.1-0.5mm，随后对其进行干燥和烧结，烧结温度为900-1500℃，冷却取出后，得到非对称结构预氧化金属滤材半成品，将制备的滤材半成品使用成型机对其进行成型，将其卷成管状，最后用氩弧焊机或等离子焊机将管状过滤材料的中缝进行焊接，制得非对称结构预氧化金属滤材。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺，其特征在于，包括如下具体步骤：
制备钙钛矿型物质AB1-xCxO3粉末，并在温度为450℃的真空炉中进行脱脂处理，所述钙钛矿型物质AB1-xCxO3中掺杂比x的取值为0，其中，所述元素A为Sr、La、Nd、Gd、Ca、Cd、Pb中的一种；
所述元素B为Zr、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co中的一种，其具体制备步骤为：
以金属元素A、B的硝酸盐为原料前驱体溶解于水中，其中金属元素A、B的硝酸盐的摩尔比为MA＝MB，得到混合盐溶液，首先在120℃下干燥8小时，随后在560℃下高温煅烧2小时后，得到钙钛矿型物质AB1-xO3粉末；
在金属网基材上涂覆复合吸附材料，放入真空炉中，在1250℃烧结15小时，得到复合支撑层，所述复合吸附材料的制备步骤为：
按质量百分数计称取硅藻土：30-50％，海泡石：25-45％，分子筛：25-35％，膨润土：5-10％，硅胶：0-10％，各组分之和等于100％，混合后在100℃下干燥1.5小时，随后自然状况下冷却制得，复合吸附材料的比表面积为330m2/g，平均孔径为105nm，孔容为0.85-1.15ml/g；
将步骤中的钙钛矿型物质进行球磨制成浆料，并将浆料涂覆在复合支撑层，控制涂层的厚度为0.4mm，随后对其进行干燥和烧结，烧结温度为1250℃，冷却取出后，得到非对称结构预氧化金属滤材半成品，将制备的滤材半成品使用成型机对其进行成型，将其卷成管状，最后用氩弧焊机或等离子焊机将管状过滤材料的中缝进行焊接，制得非对称结构预氧化金属滤材。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺，其特征在于，包括如下具体步骤：
制备钙钛矿型物质AB1-xCxO3粉末，并在温度为550℃的真空炉中进行脱脂处理，所述钙钛矿型物质AB1-xCxO3中掺杂比x的取值为1，其中，所述元素B为Zr、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co中的一种；
所述元素C为Y、Ga、Cu中的一种，其具体制备步骤为：
以金属元素A、C的硝酸盐为原料前驱体溶解于水中，其中金属元素A、C的硝酸盐的摩尔比为MA＝MC，得到混合盐溶液，首先在110℃下干燥6小时，随后在650℃下高温煅烧3小时后，得到钙钛矿型物质ACxO3粉末；
在金属网基材上涂覆复合吸附材料，放入真空炉中，在1500℃烧结16小时，得到复合支撑层，所述复合吸附材料的制备步骤为：
按质量百分数计称取硅藻土：30-50％，海泡石：25-45％，分子筛：25-35％，膨润土：5-10％，硅胶：0-10％，各组分之和等于100％，混合后在100℃下干燥1.5小时，随后自然状况下冷却制得，复合吸附材料的比表面积为330m2/g，平均孔径为95nm，孔容为0.85-1.15ml/g；
将步骤中的钙钛矿型物质进行球磨制成浆料，并将浆料涂覆在复合支撑层，控制涂层的厚度为0.3mm，随后对其进行干燥和烧结，烧结温度为1150℃，冷却取出后，得到非对称结构预氧化金属滤材半成品，将制备的滤材半成品使用成型机对其进行成型，将其卷成管状，最后用氩弧焊机或等离子焊机将管状过滤材料的中缝进行焊接，制得非对称结构预氧化金属滤材。
4.根据权利要求1或2所述的燃气轮机用非对称结构预氧化金属滤材的制备工艺，其特征在于，所述金属网为由Fe、Co、Ni、W、Mo、Cr、Cu、Al、Ti、Zn、Sn、Ta、Nb或Zr构成的单质金属网或者是这些金属元素中的多种所组成的合金网。
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