CN110465137A - 一种高温尘硝一体净化陶瓷滤芯的法兰及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本以发明公开了一种高温尘硝一体净化陶瓷滤芯的法兰及其制备工艺，所述法兰由整体结构件、组合结构件Ⅰ、组合结构件Ⅱ中的一种或多种组合而成，将整体结构件作为法兰，或将整体结构件与组合结构件Ⅰ、组合结构件Ⅱ中的一种或两种组合作为法兰，采用涂胶将无机高温粘结剂填充到陶瓷；制得陶瓷滤芯的法兰；用耐高温纤维布对陶瓷滤芯和法兰进行整体包覆，法兰具有耐高温、耐腐蚀、化学性质稳定的优点。高温条件下，由于陶瓷模块和高温粘结剂或者具有一定的缓冲能力，或者具有与陶瓷滤芯相接近的热膨胀系数，因而可以承受较大程度的热胀冷缩而不至于破坏陶瓷滤芯。

Description

一种高温尘硝一体净化陶瓷滤芯的法兰及其制备工艺
技术领域
本发明属于陶瓷滤芯技术领域，特别涉及一种高温尘硝一体净化陶瓷滤芯的法兰及其制备工艺。
背景技术
冶金、建材、电力及煤化工等行业每年产生大量的高温烟气，这些烟气含尘量高，尘粒易附着，烟气中高温段含有大量的高品位余热，由于工艺、能量回收抑或满足环保排放标准的需要，必须对这些高温含尘烟气进行处理。高温尘硝一体陶瓷滤芯具有大量的微细孔隙结构，比表面积大，耐高温、耐腐蚀、机械强度高且结构稳定不易变形，应用于高温含尘气体的净化具有耐高温、过滤精度高的特点，不仅可以实现粉尘的超低排放，还可以负载特定的催化剂，在除尘的同时，实现脱硫、脱硝烟气净化。
陶瓷滤芯在应用安装过程中存在一些问题：为了将滤芯牢牢固定在除尘设备内部，同时不损失有效过滤面积，传统的方法是使用不锈钢吊装兜篮或者利用金属器件卡住固定，这种方法在金属器件用力过大时容易造成滤芯破损，用力不足时难以承受设备运行过程中产生的震动，容易滑落。除此之外，有文献提到使用陶瓷纤维棉在滤芯一端进行反复刷胶缠绕设置法兰的办法对滤芯进行固定。这种方法可以有效地对滤芯进行安装固定，同时使滤芯具备一定的缓冲性能而不易被破坏，但是使用这种工艺制作法兰一方面加工工艺复杂，需要多次刷胶缠绕，加工成本也较高；另一方面，纤维棉在高温条件下易粉化导致法兰强度降低，难以满足长期高强度的使用条件；此外，利用这种方法加工的陶瓷纤维层法兰尺寸精度不高，在滤芯的安装固定过程中存在装配尺寸差异和密封不良等问题。
发明内容
本发明针对目前陶瓷滤芯在安装使用过程中存在的诸多问题以及现有法兰加工制作工艺的不足，提供一种高温尘硝一体净化陶瓷滤芯的法兰及其制备工艺，使用该工艺加工制作的陶瓷滤芯法兰耐高温、耐腐蚀、强度高、加工工艺简单，法兰加工的选材廉价易得，最大程度地方便了陶瓷滤芯的安装及使用，且节约了生产成本。
本发明为解决上述存在的问题所采取的技术方案是：一种高温尘硝一体净化陶瓷滤芯的法兰及其制备工艺，所述法兰由用陶瓷模块材料制成的整体结构件、用陶瓷纤维毡制成的组合结构件Ⅰ、用陶瓷纤维板制成的组合结构件Ⅱ中的一种或多种组合而成，所述法兰制造工艺步骤是：
a、将整体结构件作为法兰，或将整体结构件与组合结构件Ⅰ、组合结构件Ⅱ中的一种或两种组合作为法兰，所述法兰内孔形状与陶瓷滤芯相配，法兰内孔大于陶瓷滤芯外径；
b、利用硬化剂对陶瓷滤芯和法兰的粘结界面进行表面处理；
c、采用涂胶或者注胶工艺将无机高温粘结剂填充到陶瓷滤芯和法兰之间的粘结界面内；
d、无机高温粘结剂在室温下自然干燥后再进行干燥或烧结，以保证粘结剂充分固化，制得陶瓷滤芯法兰；
e、用耐高温纤维布对陶瓷滤芯和陶瓷滤芯法兰进行整体包覆，在保证法兰与陶瓷滤芯的结合强度的同时提高陶瓷滤芯外层的强度。
本发明的有益效果是： 1. 选用无机陶瓷模块作为法兰材料，陶瓷滤芯与构成法兰的结构件之间用耐高温无机粘结剂填充，应用于高温工况条件下的除尘脱硝，具有耐高温、耐腐蚀、化学性质稳定的优点。高温条件下，由于陶瓷模块和高温粘结剂或者具有一定的缓冲能力，或者具有与陶瓷滤芯相接近的热膨胀系数，因而可以承受较大程度的热胀冷缩而不至于破坏陶瓷滤芯的法兰结构件。 2. 使用高温无机粘结剂（如高温耐火胶泥或北京志盛威华公司的ZS-1071高温无机粘结剂）高温无机粘结剂配合涂胶或者注胶工艺一次性将结构件与陶瓷滤芯粘结在一起，在适宜温度下干燥烧制成陶瓷滤芯法兰，加工工艺简单，选材廉价易得，最大程度地方便了陶瓷滤芯的安装及使用，且节约了生产成本。3. 利用陶瓷模块加工制作的法兰结构件尺寸精度高，有效地解决了陶瓷滤芯在安装固定时的装配尺寸差异和密封不良等问题。4. 使用耐高温纤维布对陶瓷滤芯和法兰进行整体包覆，与传统陶瓷纤维棉相比，耐高温纤维布具有优良的抗张强度，当陶瓷滤芯长度较长时，其外表面包覆的耐高温纤维布能更好的保证法兰盘与滤芯的结合强度同时提高陶瓷滤芯的外层强度，防止滤芯断裂掉落，省去了传统的不锈钢吊装兜篮。
附图说明
图1是由陶瓷模块加工而成的方形整体结构件的结构示意图；
图2是第一种方形组合结构件的结构示意图，
图3是第二种方形组合结构件的结构示意图，
图4是方形结构件的法兰与陶瓷滤芯粘结组成的多层式的陶瓷滤芯的主视图，
图5是图4的A-A剖视结构示意图。
在图中， 1、陶瓷滤芯 2、法兰 3、高温粘结剂4、无机纤维布 5、组合结构件Ⅰ 6、整体结构件 7、组合结构件Ⅱ 8、粘合层 9、堵头 10、滤孔。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进一步说明。
如图所示，一种高温尘硝一体净化陶瓷滤芯的法兰及其制备工艺，其工艺步骤是：
a、将整体结构件6作为法兰2，或将整体结构件与组合结构件Ⅰ5、组合结构件Ⅱ7中的一种或两种组合作为法兰，所述法兰内孔形状与陶瓷滤芯相配，法兰内孔大于陶瓷滤芯1外径；
b、利用硬化剂对陶瓷滤芯和法兰的粘结界面进行表面处理；
c、采用涂胶或者注胶工艺将无机高温粘结剂3填充到陶瓷滤芯和法兰之间的粘结界面内；
d、无机高温粘结剂在室温下自然干燥后再进行干燥或烧结，以保证粘结剂充分固化，从而获得更高的粘结强度，由此制得陶瓷滤芯法兰；
e、用无机纤维布4对陶瓷滤芯和陶瓷滤芯法兰进行整体包覆，在保证法兰与陶瓷滤芯的结合强度的同时提高陶瓷滤芯外层的强度，防止陶瓷滤芯掉落或断裂。
实施例1
a、用与陶瓷滤芯同配方的陶瓷粉料经成型烧结制成厚度为20mm，高度为50mm的方框形的整体结构件6（如图1所示），结构件内孔径应略大于方形陶瓷滤芯1的外径，两者间的间隙控制在1.5mm；
b、使用硬化剂对滤芯和整体结构件的粘结界面件进行表面处理；
c、采用注胶工艺将高温耐火胶泥填充到陶瓷滤芯和结构件之间，胶泥用量以充分填充结构件与滤芯间间隙为准；
d、粘结剂在室温下自然干燥12h，之后转入干燥箱中200℃干燥12h，保证粘结剂充分固化，由此制得陶瓷滤芯法兰；
e、使用高温耐火胶泥将1mm厚度的耐高温玻璃纤维布对陶瓷滤芯和法兰进行整体包覆，保证滤芯及法兰的强度。
所述陶瓷滤芯上具有蜂窝形滤孔10，滤孔两端交错用堵头9进行封堵。
实施例2
a、将陶瓷纤维板加工成厚度20mm，高度50mm并用粘合层8形成的方框体形的组合结构件Ⅱ7（如图2或图3所示），并将同尺寸的整体结构件6叠加在组合结构件Ⅱ上形成两层结构件；两层结构件的内表面与陶瓷滤芯外表面之间间隙控制在3mm。
b、使用硬化剂对滤芯和两层结构件的粘结面进行表面处理；
c、采用涂胶工艺在陶瓷滤芯的外表面和两层结构件的内表面刷涂高温耐火胶泥，将陶瓷滤芯和两层结构件装配在一起，用刮刀将多余的胶泥刮除；
d、粘结剂在室温下自然干燥4h，之后转入干燥箱中200℃干燥12h，保证粘结剂充分固化，由此制得陶瓷滤芯法兰；
e、使用高温耐火胶泥将1mm厚度的耐高温玻璃纤维布对陶瓷滤芯和法兰进行整体包覆，保证滤芯及法兰的强度。
实施例3
a、将陶瓷纤维毡加工成厚度25mm，高度20mm并用粘合层8形成的方框体形的组合结构件Ⅰ5（如图2或图3所示）；并将同尺寸上述两层结构件叠加在组合结构件Ⅰ上形成三层结构件（如图4和图5所示），三层结构件的内表面与陶瓷滤芯外表面之间间隙控制在5mm。
b、使用硬化剂对陶瓷滤芯和三层结构件的结合界面进行表面处理；
c、选用与陶瓷滤芯同配方的陶瓷粉料和磷酸铝胶按2:1比例混合制得耐高温粘结剂，采用注胶工艺将自制耐高温粘结剂填充到滤芯和三层结构件之间，粘结剂用量以充分填充结构件与滤芯间间隙为准。使用涂胶工艺在滤芯和组合结构件之间刷涂自制耐高温粘结剂，将滤芯和三层结构件装配在一起，构成由整体陶瓷结构件和陶瓷纤维板组合结构Ⅰ、陶瓷纤维毡组合结构件一起多层式法兰，其中整体陶瓷结构件作为法兰中间层起承重作用，陶瓷纤维板制成的组合结构件Ⅰ和陶瓷纤维毡制成的组合结构件Ⅱ分别作为法兰的底层和顶层起缓冲密封作用。
d、自制耐高温粘结剂在室温下自然干燥24h，之后转入烧成设备中500℃烧制4h，保证粘结剂充分固化，由此制得多层式陶瓷滤芯的法兰；
e、使用自制耐高温粘结剂将1mm厚度的耐高温玻璃纤维布对陶瓷滤芯和多层式法兰进行整体包覆，保证陶瓷滤芯及法兰的强度。
另外实施例还包括用陶瓷纤维板制成的组合结构件Ⅰ、陶瓷纤维毡制成的组合结构件Ⅱ分别作为法兰与陶瓷滤芯的结合，以用陶瓷纤维板制成的组合结构件Ⅰ与整体结构件叠加组成的两层结构件与陶瓷滤芯的结合，或以用陶瓷纤维板制成的组合结构件Ⅰ与用陶瓷纤维毡制成的组合结构件Ⅱ组成的两层结构件与陶瓷滤芯的结合。其结合的方法与上述实施例相类似。
所述用硬化剂对结合界面进行表面处理是指用硬化剂喷入到结合界面，增加耐高温粘结剂的连接能力，以便能更好连接陶瓷滤芯与法兰，提高连接强度。
所述结构件可以是现成的无机纤维板、无机纤维棉毡，也可以是与陶瓷滤芯同配方的陶瓷粉料经成型烧结制成的陶瓷结构件或上述材料的层状组合或复合而成的陶瓷模块制成。
所述整体结构件和组合结构件的外形根据陶瓷滤芯的形状可以是方框体、圆环体、六角环体或者其他形环状体。
所述结构件的内孔与陶瓷滤芯外径应保证有1mm～5mm的间隙（单边）。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照具体实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求保护的范围中。

Claims (4)

1.一种高温尘硝一体净化陶瓷滤芯的法兰的制备工艺，其特征在于：所述法兰（2）由用陶瓷模块材料制成的整体结构件（6）、用陶瓷纤维毡制成的组合结构件Ⅰ（5）、用陶瓷纤维板制成的组合结构件Ⅱ（7）中的一种或多种组合而成，所述法兰制造工艺步骤是：
a、将整体结构件作为法兰，或将整体结构件与组合结构件Ⅰ、组合结构件Ⅱ中的一种或两种组合作为法兰，所述法兰内孔形状与陶瓷滤芯（1）外形相配，法兰内孔大于陶瓷滤芯外径；
b、利用硬化剂对陶瓷滤芯和法兰的粘结界面进行表面处理；
c、采用涂胶或者注胶工艺将无机高温粘结剂（3）填充到陶瓷滤芯和法兰之间的粘结界面内；
d、无机高温粘结剂在室温下自然干燥后再进行干燥或烧结，以保证粘结剂充分固化，制得陶瓷滤芯的法兰；
e、用无机纤维布（4）对陶瓷滤芯和法兰进行整体包覆，在保证法兰与陶瓷滤芯的结合强度的同时提高陶瓷滤芯外层的强度。
2.根据权利要求1所述的一种高温尘硝一体净化陶瓷滤芯的法兰的制备工艺，其特征是：所述陶瓷模块材料可以是现成的无机纤维板、无机纤维棉毡，也可以是与陶瓷滤芯同配方的陶瓷粉料经成型烧结制成的陶瓷结构件或上述材料的层状组合或复合。
3.根据权利要求1所述的一种高温尘硝一体净化陶瓷滤芯的法兰的制备工艺，其特征是：所述整体结构件或组合结构件的外形与陶瓷滤芯形状相配，它可以是方框体、圆环体、或者六角环体。
4.根据权利要求1所述的一种高温尘硝一体净化陶瓷滤芯的法兰的制备工艺，其特征是：所述整体结构件和组合结构件的内孔与陶瓷滤芯外径应保证有1mm～5mm的间隙。
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