[发明专利]一种利用红柱石制备高温除尘陶瓷过滤管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以红柱石为主要原料制备高温除尘陶瓷过滤管的方法。该过滤管主要用于各类高温烟气的除尘和净化，属于环保和新材料领域。

背景技术

高温除尘陶瓷过滤技术是环保除尘领域的一项新技术。与常规的旋风除尘、静电除尘等技术相比，该技术更适合于去除高温（800℃以上）和腐蚀性工业气体中的粉尘，已经大规模应用于煤气化联合循环发电系统(IGCC)等高温除尘领域。该技术的关键核心材料即是高温除尘陶瓷过滤管。其除尘原理是利用多孔陶瓷管的缝隙，阻挡工业气体中的粉尘，使之聚集在陶瓷管外壁，而洁净的工业气体顺利穿过陶瓷管排空或送去再利用；聚集在陶瓷管外壁的粉尘达到一定程度要通过脉冲反吹，使粉尘脱离陶瓷管外壁，从而使陶瓷管又具备过滤粉尘的功能。

目前，高温除尘陶瓷过滤管一般利用碳化硅、堇青石和莫来石为原料等制备。美国发明专利《CERAMIC FILTER ELEMENT》（US20110058990A1）公布了一种以碳化硅、莫来石等为原料制备用于高温烟气除尘陶瓷过滤管的方法。日本发明专利《CERAMIC FILTER》(JP63051914A)公布了一种以高纯氧化铝为主要原料制备了陶瓷过滤管的方法。中国发明专利《热气体净化用高温陶瓷过滤元件及其制备方法》(CN1569306A)公布了一种以堇青石为主要原料制备陶瓷过滤管的方法。中国发明专利《一种高温气体过滤器支撑体及其制备方法》(CN101628195A)公布了一种以莫来石为主要原料制备高温气体陶瓷过滤器的方法。碳化硅陶瓷管机械强度和抗热震性较好，但高温抗氧化和抗腐蚀性能较差。莫来石陶瓷管机械强度和抗腐性能较好，但抗热震性较差。堇青石陶瓷管抗热震性较好，机械强度较差。碳化硅、堇青石和莫来石均需人工预烧合成，因此制备陶瓷管的成本较高。

红柱石是一种铝硅酸盐天然结晶矿物，具有较高的机械强度和良好的高温体积稳定性、抗蠕变性和抗氧化性，使用前不需要进行预烧，是制备高等级耐火材料和工业陶瓷的优质原料，价格相对低廉。中国发明专利《一种利用红柱石制备蜂窝陶瓷铸造过滤片的方法》(CN102320841A)公布了一种以红柱石为主要原料制备蜂窝陶瓷铸造过滤片，该产品兼具良好的耐高温性能和抗热震性。日本发明专利《CERAMIC BURNER FOR USE IN HOT-AIR OVEN》(JP57124604A)公布了一种以红柱石和硅线石等为主要原料制备用于热风炉中的陶瓷燃烧器(喷嘴)，说明红柱石适合在高温恶劣环境使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用红柱石制备高温除尘陶瓷过滤管的方法，该方法制备的陶瓷过滤管不仅具有高温强度高、抗热震性能好、过滤效率高的优点，而且制造成本相对低廉。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种利用红柱石制备高温除尘陶瓷过滤管的方法，其特征在于它包括如下步骤：

①原料破碎：将红柱石、高温粘结剂、粘土和造孔剂四种原料分别用破碎机或打粉机破碎至粒径为1mm以下；然后将红柱石、高温粘结剂分别用球磨机研磨4h~12h，分别过200~350目筛（所述高温粘结剂和造孔剂均需过200~350目筛），备用；

所述高温粘结剂为滑石、长石、玻璃粉中的一种或上述任意二种以上（含任意二种）按任意比例混合物；所述粘土为紫木节、膨润土、高岭土中的一种或上述任意二种以上（含任意二种）按任意比例混合物；所述造孔剂为石墨粉、木屑、炭黑中的一种或上述任意二种以上（含任意二种）按任意比例混合物；

②原料配比：各原料所占重量百分数为：红柱石 60~80%、高温粘结剂10~20%、粘土5~10%，造孔剂5~20%，选取红柱石、高温粘结剂、粘土和造孔剂；所述红柱石需按颗粒大小搭配使用，其级配为：280~320μm，40~60wt%；20~45μm，60~40wt%；

③原料混合：将红柱石、高温粘结剂、粘土和造孔剂在捏合机中混合，得到混合料；混合料中再加入水溶性粘结剂、润滑剂和水，水溶性粘结剂的加入量为混合料质量的3~8%、润滑剂的加入量为混合料质量的2~5%，水的加入量为混合料质量的14~18%，混合30min，再用真空练泥机练泥，陈腐24h，得到陈腐好的泥料；

所述水溶性粘结剂为羧甲基纤维素、聚乙烯醇、水玻璃中的一种或上述任意二种以上（含任意二种）按任意比例混合物；所述润滑剂为桐油、豆油中的一种或上述两者任何比例混合物；