CN109748578A - 一种耐高温过滤管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐高温过滤管及其制作方法，其中主体材料是呈白色细颗粒状的硅藻泥粉末，辅助材料是呈灰色颗粒状的钾长石粉末，包覆材料是由氧化铝粉末构成的黑色铝膜层。将硅藻泥粉末、钾长石粉末和氧化铝粉末经过配比、搅拌、捣炼，装入到模具内进行超声波震荡，模具矗立烘干坯料后，再将坯料置入不锈钢保护框内，经该烧制工艺加工后的过滤管能够达到耐高温500℃以上，形成具有均匀微孔结构和氧化铝膜层的耐高温过滤管。本发明的耐高温过滤管大大改善了无机复合材料的力学性能，使其具备反复清洗、反复使用功能，为高温环境的除尘作业提供了选项，具有重大的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于环保除尘领域，涉及采用无机材料制作的多孔过滤管，特别涉及一种由硅藻泥、粉状钾长石和氧化铝配比组成并具有微孔结构和表面膜层的耐高温过滤管及其制作方法。
背景技术
建设生态文明和美丽中国，发展节能环保产业，改善生态环境质量，是培育发展新动能、提升绿色竞争力的重大举措，对生态环境和空气质量的关注度也在持续提高。在环保除尘领域，高温环境的除尘作业尤为重要，尤其冶金行业的大型工业炉窑、炼铁厂的烧结炉、炼焦炉等都是黑色冶金企业最大的污染源产生地，其产生的高温废气粉尘污染最为难以治理，目前通过脱硫脱硝和喷水湿法工艺进行除尘作业，但仍有很多问题无法解决。
以轧钢的连续加热炉、罩式炉和退火炉为例，都是属于一些小型的炉子，虽然炉区面积不大，但是炉内温度非常恒定，各溢出口的温度普遍都在500℃左右，目前该部位都呈现无组织排放状态。随着国家对超净排放规范与法规的颁布，该类炉区也会被纳入环境治理范围，但由于这类炉子普遍较小，处理风量一般都在10000m3/h以内，外溢的废气中间含有氧化粉尘，在500℃左右高温环境下进行除尘治理难度很大，一方面出于除尘系统微小，无法采用喷淋冷却装置进行降温，另一方面滤材的选用是个难题，也是当今除尘领域亟待解决的问题。
由于传统的滤材不能适应高温工况除尘作业，现有的塑烧板滤芯和布袋滤芯只能使用在尘气温度低于150℃的环境工况，无法满足在500℃左右高温环境下进行除尘作业；加之系统处理风量小，处理风量一般都在10000m3/h以内，也不能使用湿法电除尘进行除尘作业。
有鉴于此，该领域科研人员致力于研发一种耐高温过滤管以填补高温领域除尘作业滤材的空白。
发明内容
本发明的任务是提供一种耐高温过滤管及其制作方法，将硅藻泥、粉状钾长石和氧化铝粉末经过配比、搅拌、捣炼，装入到模具内进行超声波震荡，烘干，取出内模，再经超高温烧结，烧制成一种全贯通微孔结构的具有表面膜层的耐高温过滤管，解决了上述现有技术所存在的问题。
本发明的技术解决方案如下：
一种耐高温过滤管，它由主体材料、辅助材料和包覆材料组成，其中主体材料是呈白色细颗粒状的硅藻泥粉末，辅助材料是呈灰色颗粒状的钾长石粉末，包覆材料是由氧化铝粉末构成的黑色铝膜层；
所述硅藻泥粉末的比表面积为65m2/g，粉末颗粒的微孔直径为0.1-0.2µm，孔隙率90%；
所述钾长石粉末的密度为2.54-2.57/cm3，比重2.56；
所述氧化铝粉末的密度为3.5-3.9g/cm3，分子量101.96。
所述耐高温过滤管的制作方法，将硅藻泥粉末、钾长石粉末和氧化铝粉末经过配比、搅拌、捣炼，装入到模具内进行超声波震荡，确保加料密实饱满，然后将模具矗立烘干，待坯料烘干后取出内模，再将坯料置入不锈钢保护框内，保护框安放在烧结炉内的旋转平台上进行超高温烧结，当温度升到1150℃时，受热的钾长石材料体积收缩，给氧化铝体积膨胀留出空间，达到第一步的应力互换；
当温度升到1300℃时，硅藻泥出现熔融状态，挤压氧化铝向受热方向即料腔外侧转移，此时进入20分钟恒温阶段，在降温至1100℃时钾长石体积恢复，将应力传递到硅藻泥料层，使内部结构得到支撑，逼使硅藻泥牢牢地镶嵌在钾长石的结构中，并将氧化铝外推至表层凝结成氧化铝膜层，充分形成具有均匀微孔结构和氧化铝膜层的耐高温过滤管。
本发明的一种新一代耐高温过滤管及其制作方法是由硅藻泥、粉状钾长石和氧化铝粉末经过配比、搅拌、捣炼，装入到模具内进行超声波震荡，确保加料密实饱满，然后将模具矗立烘干，待坯料烘干后取出内模，再将坯料置入不锈钢保护框内，保护框安放在烧结炉内的旋转平台上进行超高温烧结，经该烧制工艺加工后的过滤管能够达到耐高温500℃以上。
由于硅藻泥、粉状钾长石和氧化铝粉末密度与比重的不同，必须经过配比、搅拌、捣炼，特别是捣炼过程不能低于万次，促使粉状钾长石紧密填于硅藻泥颗粒之间，以减少空间、增强韧性、提高机械强度。
本发明的过滤管可以适应500℃以上高温的工况，经封头定型加工后直接装入除尘箱体花板上，进行除尘作业。本发明的耐高温过滤管的研制成功，大大改善了无机复合材料的力学性能，使过滤管具备反复清洗、反复使用功能，为高温环境的除尘作业提供了选项，具有重大的应用价值。
附图说明
图1是本发明的一种耐高温过滤管的材料内部结构示意图。
附图标记：
1为耐高温过滤管的主体材料，硅藻泥粉末，为白色细颗粒。
2为耐高温过滤管的辅助材料，钾长石粉末，为灰色颗粒。
3为耐高温过滤管的包覆材料，氧化铝粉末，为黑色铝膜层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
参看图1，本发明提供一种耐高温过滤管，它由主体材料1、辅助材料2和包覆材料3组成，其中主体材料1是呈白色细颗粒状的硅藻泥粉末，辅助材料2是呈灰色颗粒状的钾长石粉末，包覆材料3是由氧化铝粉末构成的黑色铝膜层。
其中：硅藻泥粉末的比表面积为65m2/g，粉末颗粒的微孔直径为0.1-0.2µm，孔隙率90%。钾长石粉末的密度为2.54-2.57/cm3，比重2.56。氧化铝粉末的密度为3.5-3.9g/cm3，分子量101.96。
本发明是一种由硅藻泥、粉状钾长石和氧化铝粉合成材料微孔成型技术，选用：比表面积65m2/g的硅藻泥粉末，粉末颗粒的微孔直径约0.1-0.2µm，孔隙率90%左右；粉状钾长石的密度约2.54-2.57/cm3，比重2.56；氧化铝粉的密度3.5-3.9g/cm3，分子量101.96，根据配比、搅拌、捣炼，装入到模具内进行超声波震荡，确保加料密实饱满，然后将模具矗立烘干，待坯料烘干后取出内模，再将坯料置入不锈钢保护框内，保护框安放在烧结炉内的旋转平台上进行超高温烧结，当温度升到1150℃时，受热的钾长石材料体积收缩，给氧化铝体积膨胀留出空间，达到第一步的应力互换。
当温度升到1300℃时，硅藻泥出现熔融状态，挤压氧化铝向受热方向（料腔外侧）转移，此时进入20分钟恒温阶段，在降温至1100℃时钾长石体积恢复，将应力传递到硅藻泥料层，使内部结构得到支撑，逼使硅藻泥牢牢地镶嵌在钾长石的结构中，并将氧化铝外推至表层凝结成氧化铝膜层，充分形成具有均匀微孔结构和氧化铝膜层的耐高温过滤管。
本发明的耐高温过滤管可以适应500℃以上高温的工况，经封头定型加工后直接装入除尘箱体花板上，进行除尘作业。本发明的耐高温过滤管大大改善了无机复合材料的力学性能，使其具备反复清洗、反复使用功能，为高温环境的除尘作业提供了选项，具有重大的应用价值。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。
Claims (2)
1.一种耐高温过滤管，其特征在于：它由主体材料、辅助材料和包覆材料组成，其中主体材料是呈白色细颗粒状的硅藻泥粉末，辅助材料是呈灰色颗粒状的钾长石粉末，包覆材料是由氧化铝粉末构成的黑色铝膜层；
所述硅藻泥粉末的比表面积为65m2/g，粉末颗粒的微孔直径为0.1-0.2µm，孔隙率90%；
所述钾长石粉末的密度为2.54-2.57/cm3，比重2.56；
所述氧化铝粉末的密度为3.5-3.9g/cm3，分子量101.96。
2.按照权利要求1所述的耐高温过滤管的制作方法，其特征在于：将硅藻泥粉末、钾长石粉末和氧化铝粉末经过配比、搅拌、捣炼，装入到模具内进行超声波震荡，确保加料密实饱满，然后将模具矗立烘干，待坯料烘干后取出内模，再将坯料置入不锈钢保护框内，保护框安放在烧结炉内的旋转平台上进行超高温烧结，当温度升到1150℃时，受热的钾长石材料体积收缩，给氧化铝体积膨胀留出空间，达到第一步的应力互换；
当温度升到1300℃时，硅藻泥出现熔融状态，挤压氧化铝向受热方向即料腔外侧转移，此时进入20分钟恒温阶段，在降温至1100℃时钾长石体积恢复，将应力传递到硅藻泥料层，使内部结构得到支撑，逼使硅藻泥牢牢地镶嵌在钾长石的结构中，并将氧化铝外推至表层凝结成氧化铝膜层，充分形成具有均匀微孔结构和氧化铝膜层的耐高温过滤管。
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