[发明专利]一种陶瓷纤维增强的陶瓷膜支撑体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷膜支撑体技术领域，进一步是指陶瓷纤维增强的陶瓷膜支撑体的制备方法。

背景技术

布袋式除尘器是粉尘过滤中应用最为广泛的除尘设备，但其也存在如下问题：一是不耐高温，当气体温度超过200℃时就无法使用，即便用玻璃纤维制造的布袋除尘器，也只能在400℃以下使用；二是当气体湿度大（潮湿）时，粉尘粘附在布袋上难以脱落，使除尘设备无法正常运行；三是粉尘回收易产生二次扬尘，布袋再生不彻底，使除尘效率降低。

陶瓷膜在污水处理、高温烟气处理和粉尘收集等方面获得了越来越广泛的应用，在环境保护中发挥了重要作用。但其在应用过程中也暴露出不少问题，主要是目前的陶瓷膜支撑体的强度较低，因而不得不增加其壁厚并控制其长度在1.5米以内，这样显著降低了单位体积内的过滤面积，使得陶瓷膜过滤设备单位体积的过滤面积仅为布袋式除尘器的20%~30%，而且设备尺寸因陶瓷膜过滤管长度的限制也不能太大，使制造成本增加。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于克服布袋式除尘器的缺陷，提供一种陶瓷纤维增强的陶瓷膜支撑体的制备方法，以提高现有陶瓷膜过滤管的强度和韧性，扩大设备过滤容量，提高过滤效率，降低运行成本。该方法是将以煅烧铝矾土和高塑性粘土为主要原料的陶瓷泥料与植物造孔材料和陶瓷纤维充分混合后，经真空挤制为陶瓷膜支撑体坯体，干燥后在间歇式窑中吊装烧成。该陶瓷膜支撑体的强度是由致密的以刚玉颗粒、原位生成的莫来石晶须和引入的陶瓷纤维为复合增强相的陶瓷材料提供，而孔径和孔隙率则由具有纤维状或片状结构的在高温下完全烧失的植物造孔材料进行调控，因此具有较好的孔连通特性，从而获得具有高强度、高韧性和高连通孔结构的陶瓷膜支撑体。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种陶瓷纤维增强的陶瓷膜支撑体的制备方法，具体工艺步骤为： 

（1）将陶瓷泥料配料后球磨6小时~10小时，得浆料；所述陶瓷泥料由重量百分数为30%~45%煅烧铝矾土、25%~35%高塑性粘土、15%~25%瓷土和10%~15%长石组成，所述煅烧铝矾土和长石选平均粒径在20微米以下的粉料； 

（2）将浆料过筛、除铁后，根据支撑体的孔径和孔隙率要求加入植物造孔材料，同时加入占陶瓷泥料总质量3%~8%的陶瓷纤维，再加入水搅拌均匀，压滤脱水后得泥饼；

（3）将泥饼粗练后陈腐24小时以上，然后真空挤制为所需尺寸的湿坯，干燥后得生坯；

（4）将生坯置于间歇式窑内立式吊装，在1250℃~1350℃烧成，烧成时间为12小时~16小时；然后冷却，冷却时间为15小时~20小时，出窑得陶瓷膜支撑体。

优选方案，步骤（2）中所述植物造孔材料包括米糠、稻草、秸秆等植物中的一种或多种，其粒径为100目~320目。

优选方案，步骤（2）所述陶瓷纤维为莫来石纤维或氧化铝纤维，纤维长度为2毫米~15毫米。

优选方案，步骤（3）中真空挤制时的真空度应小于0.01MPa。。

优选方案，步骤（3）所述湿坯为空心圆管状结构。

优选方案，步骤（4）所述间歇式窑为梭式窑或井式窑。

步骤（4）得到的陶瓷膜支撑体产品的抗弯强度为40MPa ~80MPa，开口气孔率在30%~50%之间可调，孔径在10微米~100微米之间可调。

以下对本发明做出进一步说明。

研究表明，陶瓷膜过滤元件可耐1000℃以上的高温，可用水或气体方便地进行反冲再生，从而避免因粉尘粘附在膜上面而降低过滤效率；用水反冲再生时不会产生二次扬尘，再生彻底，可确保过滤除尘效果；陶瓷膜过滤元件使用寿命长，设备维护和运行成本低。因此，陶瓷膜过滤元件可从根本上克服现有布袋式除尘器的不足，更好地满足高温烟气和潮湿粉尘气体的除尘过滤要求。

提高陶瓷膜支撑体的强度和韧性，则可减小陶瓷膜支撑体的壁厚或使陶瓷膜过滤管的尺寸加长，将增加单位体积内的过滤面积，减小过滤阻力，提高过滤效率，降低设备制造和运行成本。