DE4226276A1

DE4226276A1 - Keramischer gesinterter Filterkörper

Info

Publication number: DE4226276A1
Application number: DE19924226276
Authority: DE
Inventors: Blagoje Dr Levkov
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1992-08-08
Filing date: 1992-08-08
Publication date: 1994-02-10

Description

Die Erfindung betrifft keramische gesinterte Filterkörper mit 68-75 Gew.% Al203 für die Filtration oder Reinigung heißer staubbeladener Gase, deren Verwendung und das Verfahren zu ihrer Herstellung.

Keramische gesinterte Filterkörper werden für die Abscheidung von Partikeln wie z. B. Ruß aus Gasen bei erhöhter Temperatur verwendet. Die Filterkörper müssen gegenüber keramischen Körpern mit hoher Dichte eine erhöhte Porosität, durchströmbare Poren, eine ausreichende Gasdurch lässigkeit und zugleich ausreichende Festigkeit und Tempera turschockbeständigkeit sowie Korrosionsbeständigkeit haben. Durch die EP 0 425 833-A1 ist ein poröses gesintertes keramisches Material mit 74-79% Aluminiumoxid in der Form eines Wabenkörpers bekannt, der als Filter bei einer Metallschmelze eingesetzt wird. Aus einer Mischung mit sehr feinkörnigem Aluminiumoxid und Aluminiumsilikat sowie temporären organischen Bindern und Plastifizierern werden gebrannte Wabenkörper mit einer Porosität von etwa 40 Vol.% hergestellt.

Die Aufgabe nach der Erfindung besteht in einem keramischen gesinterten Filterkörper, der im Hinblick auf eine hohe Gas durchlässigkeit verbessert ist und weiterhin zufrieden stellende Werte bei den übrigen Eigenschaften aufweist.

Die Lösung nach der Aufgabe besteht in dem keramischen gesinterten Filterkörper nach Anspruch 1. Es wurde gefunden, daß bei einem derartigen Filterkörper durch die besondere Ausbildung eines grobdispersen Porenanteils in vorteilhafter Weise eine hohe Porosität und Gasdurchlässigkeit erreicht werden kann, bei gleichzeitig günstigen Werten der bei einem keramischen Filterkörper geforderten übrigen Eigenschaften.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des keramischen gesinterten Filterkörpers, das Verfahren zu ihrer Herstellung und die Verwendung der Filterkörper gehen aus den Ansprüchen 2 bis 7 hervor.

Die Herstellung des keramischen gesinterten Filterkörpers geht von einer Mischung mit 90-93 Gew.% Mullit als feuerfestem Material in der Körnung 0,063-0,1 mm aus. Durch die zusätzliche Komponente des Ausbrennstoffes in der Körnung bis maximal 0,2 mm und vorzugsweise bis 0,1 mm wird ein Filterkörper mit einem hohen Anteil mittlerer Poren im Größenbereich 40-100 µm erhalten. Dabei bewirkt die Körnung des feuerfesten Materials in der Mischung und ferner die Verformung durch das Strangpressen, daß im gesinterten Filterkörper die groben Poren von einer gasdurchlässigen feinporigen Grundmasse aus Mullit umgeben sind. Die Ausbrennstoffe Kork und Gummi in schrotartiger Körnung sind ferner in besonderer Weise bei der Verformung durch Strang pressen für die Ausbildung eines in vorteilhafter Weise homogenen und rißfreien Formkörpers wirksam.

Die Verwendung von körnigem Kork zusammen mit feuerfestem Material zur Herstellung von wärmeisolierenden Zusammensetzungen, die zur Warmhaltung von in Kokillen gegossene Metallschmelze vorgesehen sind, ist nach der US-PS 32 62 165 bekannt. Die Körnungen der in der Zusammensetzung verwendeten Komponenten wird nicht angegeben und die aus der Zusammensetzung geformten Körper werden auch nicht gebrannt.

Das feuerfeste Material Mullit in der Körnung über 0,1 mm führt zu einem ungleichmäßigen und nachteiligen Gefüge der Formkörper. Bei einer Körnung des Mullit mit merklichen Anteilen unter 0,063 mit kommt es zur Bildung einer verdichteten Oberfläche des Filterkörpers, wodurch die Gasdurchlässigkeit deutlich verringert wird. Das Al203-haltige Bindemittel, welches auf die Zusammensetzung von Mullit nach dem Brand ausgerichtet ist, und zur Bildung von sehr schmalen und glasarmen die Mullitkörner verbindenden Brücken führt, soll wegen der notwendigen Festigkeit des Filterkörpers durch Versinterung mindestens 6 Gew.% betragen. Bei einem über 10 Gew.% liegenden Anteil des Bindemittels besteht wiederum die Gefahr einer zu dichten Ausbildung der Oberfläche und eines inhomogenen Aufbaues des keramischen Filterkörpers.

Bei einem über 7 Gew.% reichenden silikatischen Bindemittelanteil (Ton) kommt es zu einer erhöhten Glasbildung in der keramischen Bindephase, wodurch die Temperaturwechselbeständigkeit des Filterkörpers verschlechtert wird.

Das Verfahren nach der Erfindung kann insbesondere bei der Herstellung von Filterwabenkörpern durch Strangpressen eingesetzt werden, wobei eine mit einem üblichen Plastifizierungsmittel wie z. B. Stearat (Natriumstearat, Aluminiumstearat) oder Schmieröl, ungesättigtes Öl (Tallöl, Leinöl) versetzte Mischung verwendet wird. Es lassen sich Wabenkörper mit einer Wandstärke der Waben 0,7 oder 0,5 mm herstellen, wobei das Verhältnis der Wandstärke der Waben zum Durchmesser der Wabenkanäle zwischen 1 : 3 und 1 : 9 beträgt.

Das Verfahren zur Herstellung des keramischen Filterkörpers nach der Erfindung, seine Eigenschaften und die Verwendung werden durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert. Für die Mischungen nach den Beispielen wurden die in der Tabelle 1 aufgeführten Ausgangsmaterialien eingesetzt.

Die Komponenten der Mischungen 1 und 2 nach Tabelle 2 wurden in einem Knetmischer zu einer extrudierbaren Masse aufbereitet. Die geformten Filterkörper nach den Beispielen wurden getrocknet und zwei Stunden bei 1590°C gebrannt.

Die keramischen Filterkörper nach den Beispielen wurden durch Strangpressen hergestellt, wobei einmal Platten mit einem Querschnitt von 20×40 mm und einer Länge von 125 mm und zum anderen Wabenkörper mit einem äußeren Querschnitt von 42×42 mm, einer Wandstärke 0,7 mm und einem Verhältnis von Wandstärke zu Durchmesser der Wabenkanäle von 4,7 erhalten wurden.

Die Filterkörper nach den Beispielen 1 und 2 zeichnen sich durch vorteilhafte Eigenschaften der Porosität, Gasdurchlässigkeit und Porenverteilung bei gleichzeitig guten Festigkeitseigenschaften und elastischen Eigenschaften aus. Mit den keramischen Filterkörpern nach den Beispielen können Abscheidegrade von über 95% erreicht werden.

Tabelle 1

Tabelle 2

Claims

1. Keramischer gesinterter Filterkörper mit 68-75 Gew.-% Al203 für die Filtration und Reinigung heißer staub beladener Gase, dadurch gekennzeichnet, daß er überwiegend aus Mullit besteht, die Porosität 50-70 Vol.% und-die Gasdurch lässigkeit 50-170 nPm- beträgt.

2. Keramischer gesinterter Filterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchlässigkeit 100-160 nPm beträgt.

3. Keramischer gesinterter Filterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Poren unter
30 µm bis 30%
30-80 µm 50 bis 70%
80-120 µm 10 bis 20%
120-200 µm bis 10%
bezogen auf die Gesamtporosität beträgt.

4. Keramischer gesinterter Filterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er die Form eines Voll körpers oder die Form eines Wabenkörpers hat.

5. Verfahren zur Herstellung des Filterkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Mischung mit körnigem feuerfesten Material, Binde mittel, Plastifizierer und Anmachflüssigkeit, Körper geformt und gebrannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung 90-93 Gew.% Mullit als feuer festes Material in der Körnung 0,063-0,1 mm, Ausbrennstoff als Zusatz in einer Menge von 4-8 Gew.% Korkschrot oder 12-16 Gew.% Gummischrot in der Körnung bis maximal 0,2 mm, als Bindemittel 5-7 Gew.% Ton und 1-3 Gew.% Al203 enthält, wobei nach dem keramischen Brand die Mischung einen Filterkörper ergibt, bei dem die Mullitkörner über sehr schmale, glasarme Brücken miteinander verbunden sind.

6. Verfahren zur Herstellung keramischer gesinterter Filterkörper nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß aus der Mischung die Körper durch Strangpressen geformt und diese anschließend getrocknet und gebrannt werden.

7. Verwendung des keramischen gesinterten Filterkörpers nach den vorhergehenden Ansprüchen zur Reinigung staubbeladener Gase bei Temperaturen von 600-1300°C.