CN107174871A - 一种高温烟气除尘用耐氧化金属纤维烧结毡滤料的制备方法 - Google Patents

一种高温烟气除尘用耐氧化金属纤维烧结毡滤料的制备方法 Download PDF

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钟华
梁明
张兵
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Abstract

本发明公开了一种高温烟气除尘用耐氧化金属纤维烧结毡滤料的制备方法，本发明采用微波烧结工艺，缩短了烧结时间，可有效提高金属纤维烧结毡在烧结过程中的加热速率还能降低烧结温度，从而防止了纤维晶粒的过分长大，提高了单根纤维的断裂强度，继而改善了整体纤维烧结材料的断裂强度；本发明还采用电镀法在金属纤维烧结毡表面电镀了非晶态Ni‑P合金镀层，改善金属纤维毡的表面质量，还可消除纤维毡微细纤维表面的缺陷，不仅有助于增加纤维毡的抗氧化性，而且由于Ni‑P合金的沉积，使之纤维毡的孔径变的越来越小，纤维毡的透气性能逐渐下降，泡点压力逐渐增大，过滤精度有所提高，完全能满足工业使用要求。

Description

一种高温烟气除尘用耐氧化金属纤维烧结毡滤料的制备方法
技术领域
本发明涉及高温除尘滤料技术领域，具体涉及一种高温烟气除尘用耐氧化金属纤维烧结毡滤料的制备方法。
背景技术
高温除尘技术是利用高温过滤介质直接在高温条件下实现气体的除尘和净化，包括的技术特点主要有：(1)除尘温度高，高温气体可达600-1000℃，(2)除尘净化标准高，要求出口烟尘浓度低于20mg/NM3，(3)"高效低阻"，经济性能好；(4)清灰效果好，可实现在线反吹，使用寿命长；(5)耐腐蚀能力强，具有优良的耐高温气体腐蚀能力、化学性能稳定。该技术可以最大程度利用高温气体中的物理显热，化学潜热、动力能等，从而提高能源利用率，同时简化生产工艺流程，节约水资源，避免了如湿法除尘带来的二次污染，具有巨大的经济价值。因此高温除尘技术在钢材、石油化工、火力发电等领域有着广阔的应用前景。
在高温烟气除尘中，袋式除尘器由于除尘效率高、投资成本低、排放浓度低等优点得到了广泛应用，但也存在诸如糊袋、破袋、烧袋等问题，同时，目前对于高温烟气的过滤工程应用一般都是使烟气通过降温措施后在300℃以下后进行的除尘，很少有关于直接过滤高温烟气的报道，这就对袋式除尘器中的滤料提出了更高的要求。在这种情况下，金属纤维烧结毡滤料应运而生。
由于传统工艺的烧结温度过高，保温时间过长，金属纤维内部晶粒容易粗化，显著降低了金属纤维烧结毡的力学性能和抗氧化性能，因而需要对现有技术加以改进。
发明内容
本发明的目的就是提供一种高温烟气除尘用耐氧化金属纤维烧结毡滤料的制备方法，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的：
一种高温烟气除尘用耐氧化金属纤维烧结毡滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将金属纤维短切成1-10cm的短纤维，再使用金属纤维布毡机将不同丝径的短纤维加工成金属纤维毡；
（2）将金属纤维毡采用一层或多层叠加的方法，制得多层复合纤维毡；
（3）将上述多层复合纤维毡置于微波烧结炉中，在混合气氛中，以45℃/min的速率升温至1000℃后保温30min进行烧结处理，自然冷却后得金属纤维烧结毡；
（4）采用轧机压制来调节上述金属纤维烧结毡的厚度至0.1-1.2cm，浸入质量分数为20%的盐酸溶液中酸洗2min，捞出再浸入去离子水中超声清洗5min，加入到一定温度的电镀液中恒温一定时间，出料。
所述的金属纤维为316L或304不锈钢纤维，丝径为8-200μm。
所述步骤（3）中混合气氛为90%vol%He+10vol%H2的混合气。
所述步骤（3）中微波烧结炉的功率3kW，微波频率为2.45GHz。
所述步骤（4）中电镀液成分为： 150-200 g/L NiSO4·7H2O，5-10g/LNiCl2，4-8g/LH3PO3，15-20g/L Na2SO4，5-15g/L MgSO4，20-30g/L H3BO3；其中所述的电镀Jκ为1.5-5 A/dm2，操作温度为20-50℃，电镀40min，pH为2-5，用稀硫酸调整。
本发明有以下有益效果：和现有技术相比，本发明采用微波烧结工艺，缩短了烧结时间，可有效提高金属纤维烧结毡在烧结过程中的加热速率还能降低烧结温度，从而防止了纤维晶粒的过分长大，提高了单根纤维的断裂强度，继而改善了整体纤维烧结材料的断裂强度；本发明还采用电镀法在金属纤维烧结毡表面电镀了非晶态Ni-P合金镀层，改善金属纤维毡的表面质量，还可消除纤维毡微细纤维表面的缺陷，不仅有助于增加纤维毡的抗氧化性，而且由于Ni-P合金的沉积，使之纤维毡的孔径变的越来越小，纤维毡的透气性能逐渐下降，泡点压力逐渐增大，过滤精度有所提高，完全能满足工业使用要求。
具体实施方式
一种高温烟气除尘用耐氧化金属纤维烧结毡滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将金属纤维短切成1-10cm的短纤维，再使用金属纤维布毡机将不同丝径的短纤维加工成金属纤维毡；
（2）将金属纤维毡采用一层或多层叠加的方法，制得多层复合纤维毡；
（3）将上述多层复合纤维毡置于微波烧结炉中，在混合气氛中，以45℃/min的速率升温至1000℃后保温30min进行烧结处理，自然冷却后得金属纤维烧结毡；
（4）采用轧机压制来调节上述金属纤维烧结毡的厚度至0.1-1.2cm，浸入质量分数为20%的盐酸溶液中酸洗2min，捞出再浸入去离子水中超声清洗5min，加入到一定温度的电镀液中恒温一定时间，出料。
所述的金属纤维为316L或304不锈钢纤维，丝径为8-200μm。
所述步骤（3）中混合气氛为90%vol%He+10vol%H2的混合气。
所述步骤（3）中微波烧结炉的功率3kW，微波频率为2.45GHz。
所述步骤（4）中电镀液成分为： 150-200 g/L NiSO4·7H2O，5-10g/LNiCl2，4-8g/LH3PO3，15-20g/L Na2SO4，5-15g/L MgSO4，20-30g/L H3BO3；其中所述的电镀Jκ为1.5-5 A/dm2，操作温度为20-50℃，电镀40min，pH为2-5，用稀硫酸调整。

Claims (5)

1.一种高温烟气除尘用耐氧化金属纤维烧结毡滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将金属纤维短切成1-10cm的短纤维，再使用金属纤维布毡机将不同丝径的短纤维加工成金属纤维毡；
（2）将金属纤维毡采用一层或多层叠加的方法，制得多层复合纤维毡；
（3）将上述多层复合纤维毡置于微波烧结炉中，在混合气氛中，以45℃/min的速率升温至1000℃后保温30min进行烧结处理，自然冷却后得金属纤维烧结毡；
（4）采用轧机压制来调节上述金属纤维烧结毡的厚度至0.1-1.2cm，浸入质量分数为20%的盐酸溶液中酸洗2min，捞出再浸入去离子水中超声清洗5min，加入到一定温度的电镀液中恒温一定时间，出料。
2.根据权利要求1所述的一种高温烟气除尘用耐氧化金属纤维烧结毡滤料，其特征在于，所述的金属纤维为316L或304不锈钢纤维，丝径为8-200μm。
3.根据权利要求1所述的一种高温烟气除尘用耐氧化金属纤维烧结毡滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中混合气氛为90%vol%He+10vol%H2的混合气。
4.根据权利要求1所述的一种高温烟气除尘用耐氧化金属纤维烧结毡滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中微波烧结炉的功率3kW，微波频率为2.45GHz。
5.根据权利要求1所述的一种高温烟气除尘用耐氧化金属纤维烧结毡滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中电镀液成分为： 150-200 g/L NiSO4·7H2O，5-10g/LNiCl2，4-8g/L H3PO3，15-20g/L Na2SO4，5-15g/L MgSO4，20-30g/L H3BO3；其中所述的电镀Jκ为1.5-5 A/dm2，操作温度为20-50℃，电镀40min，pH为2-5，用稀硫酸调整。
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