[发明专利]一种陶瓷过滤装置及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及陶瓷过滤材料和过滤装置领域。

【背景技术】

随着科技和工业化生产的发展，能源、资源、三废治理等问题更加受到重视。尤其是生物化工、精细化工、能源材料等高技术领域的迅速发展，对液、固分离技术的研究和开发提出更高的要求，高分离精度、高运行效率的多孔过滤技术及多孔过滤材料愈来愈引起人们的重视。多孔陶瓷材料由于具有孔隙率高、透气阻力小、可控孔径、清洗再生方便以及耐高温、高压、耐化学介质腐蚀等特点，在许多领域具有较大的应用市场。以多孔陶瓷材料做过滤介质的陶瓷微过滤技术及陶瓷过滤装置由于其不仅解决了高温、高压、强酸碱和化学溶剂介质等难过滤问题，而且由于本身具有过滤精度高、洁净状态好以及容易清洗、使用寿命长等特点，目前已在石油、化工、制药、食品、环保和水处理等领域得到广泛应用。

目前，多孔陶瓷材料的材质种类繁多，由于使用目的不同，对材料的性能要求各异，因此，近年来逐渐开发出许多不同的制备技术。应用比较成功研究比较活跃的有：添加造孔剂工艺、发泡工艺、有机泡沫浸渍工艺、溶胶凝胶工艺等。

上述现有的制备工艺制得的多孔陶瓷均为经过高温烧结后的整块材料，容易产生裂纹、气孔消失等缺点，且整块材料在装配和应用过程中使用不便。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是提供一种陶瓷过滤装置及其制备方法。

本发明实现发明目的采用的技术方案是：一种陶瓷过滤装置，包括装置壳体以及位于在装置壳体内的陶瓷过滤材料，所述陶瓷过滤材料由陶瓷微球颗粒组成，所述陶瓷微球颗粒具有气孔结构，所述陶瓷微球颗粒呈层状分布，不同层的陶瓷微球颗粒的粒径不同。

更好地，所述陶瓷微球颗粒的气孔结构相互连通。

更好地，所述不同层的陶瓷微球颗粒的粒径呈递增或递减的顺序层叠。

更好地，所述不同层的陶瓷微球颗粒的粒径沿过滤介质的流动方向递减。

更好地，所述装置壳体的过滤出口处设置有一层纳米陶瓷纤维布。

更好地，所述纳米陶瓷纤维布与所述陶瓷微球颗粒粘结。

本发明还提供一种陶瓷过滤装置的制备方法，包括以下步骤：

a.制备具有具有不同粒径大小的陶瓷微球颗粒；

b.将陶瓷微球颗粒按粒径大小递增或递减的顺序分层装入到陶瓷过滤装置的装置壳体内，形成陶瓷过滤装置。

更好地，所述b步骤为：将陶瓷微球颗粒按粒径大小沿过滤介质流动方向递减的顺序分层装入到陶瓷过滤装置的装置壳体内，并在陶瓷过滤装置的过滤出口处设置一层纳米陶瓷纤维材料，形成陶瓷过滤装置。

更好地，所述b步骤后还包括：将所述陶瓷过滤装置置于高温下烧结。

更好地，所述陶瓷微球颗粒由以下方法制得：将陶瓷粉末、海藻酸钠和水组成的浆料滴入到氯化钙溶液中，形成微球颗粒，然后将微球颗粒在高温下烧结，制得陶瓷微球颗粒。

更好地，通过电喷的方法将所述浆料滴入到氯化钠溶液中，形成微球颗粒。

更好地，通过改变电喷针孔的大小制得具有不同粒径的微球颗粒。

更好地，所述浆料里还包含有成孔剂，所述成孔剂为碳粉或聚合物粉。

本发明的陶瓷过滤装置，由于过滤材料是由松散的陶瓷微球颗粒构成，单个陶瓷微球颗粒具有相互连通的气孔结构，其球形的颗粒结构具有良好的结构稳定性，避免了现有多孔陶瓷材料机械强度不高容易产生裂纹的缺点。并且在应用上更为方便，只需要将陶瓷微球颗粒填充到过滤装置即可，同时，陶瓷微球颗粒间的大通孔网有利于提高过滤效率。

【附图说明】

图1，实施例1陶瓷过滤材料的微观结构图。

图2，实施例2陶瓷过滤材料的微观结构图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种陶瓷过滤装置，包括装置壳体以及位于在装置壳体内的陶瓷过滤材料，其陶瓷过滤材料的微观结构图参看附图1，陶瓷过滤材料由陶瓷微球颗粒1组成，陶瓷微球颗粒1具有气孔结构2，陶瓷微球颗粒1呈层状分布，不同层的陶瓷微球颗粒1的粒径不同。

本实施例陶瓷过滤装置的制备方法，包括以下步骤：