[发明专利]一种核工业用外光型金属过滤膜管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属过滤管的制备方法，具体涉及一种核工业用外光型金属过滤膜管的制备方法。

背景技术

膜分离技术是二十一世纪的六大高新技术之一，是典型的绿色高新技术，对食品饮料、医药卫生、生物技术、石油化工、冶金、环境工程、新型能源等领域发展具有重要作用。随着现代工业技术的快速发展和节能环保的迫切要求，对超细颗粒(粒径≤2μm)的过滤分离日益重要，微孔金属分离膜因其耐高温、化学稳定性好、机械强度大、分离效率高等优点在石油化工(己内酰胺、双氧水生产线过滤分离)、煤化工(飞灰过滤、甲醇的净化)、生物制药(维生素 E生产用钯碳催化剂的过滤)、核工业(乏燃料处理)、食品饮料(果汁净化过滤)、水处理(远洋轮船仓压载水净化)等工业过程中的液/固、气/固分离上具有广泛的应用，市场容量超过百亿元且需求量逐年递增，前景非常广阔。因此，微孔金属分离膜及其过滤分离系统是一个新兴的高科技产业。

随着现代工业的快速发展，对过滤材料性能的要求也越来越高。以核工业乏燃料处理行业的过滤工序为例，工程师们希望使用的金属滤芯具有颗粒不易黏附、容易反吹、易清洗再生、使用寿命长及连续使用周期长等优点，而现用类型的金属滤芯(烧结丝网或烧结金属粉末)都存在一定的缺点及问题。

众所周知，在实际的过滤过程中，压力损失随滤材上积累的粉尘量的增加而增大，且在常速过滤时压差的增加与粉尘量的增大呈线性关系。滤材表面形成滤饼时，高渗透系数的材料表面形成疏松的滤饼，而低渗透系数的材料表面会形成较致密的滤饼。因此，当发生滤饼过滤时，由于滤饼的快速形成，压差迅速增大，系统过滤效率降低，也直接增加了过滤系统的运行能耗，使系统长期在高能耗状态下工作。

烧结金属过滤元件目前是靠酸洗或碱洗工艺来进行重生操作。因粉末烧结过滤元件及金属丝网过滤元件的孔结构特点，多次的清洗会严重损伤(腐蚀)粉末与粉末之间的烧结颈，进而影响烧结金属粉末过滤元件的强度，造成元件在使用过程中出现断裂等问题。此外，现用金属粉末过滤元件粗糙外表面的结构不利于清洗，且外表面大孔道内的细小颗粒也很难被清洗出来。多数粉末滤芯皆因清洗后不能达到使用的透过量要求而失效。

针对现用滤芯产品存在的诸多问题，本发明所涉及的一种核工业用外光型金属过滤膜管的制备方法可以制备一种新型滤芯，使其同时具有颗粒不易黏附、容易反吹、易清洗再生、使用寿命长等优点：现用的金属粉末烧结滤芯外表面粗糙、内壁光滑：在制备过程中，内壁金属粉末受到内壁刚性模的挤压而发生变形，内壁变光滑，内壁金属粉末表面孔道孔径变小；而外壁金属粉末受到软性膜的作用发生的变形很小，外表面粗糙，外表面孔道的孔径尺寸减小程度相对较小。外光型金属粉末烧结滤芯制备过程与其相反，结构外表面光滑、内壁粗糙：在制备过程中，内壁金属粉末受到内壁软性模的挤压而发生变形，内壁粗糙，内壁金属粉末表面孔道的孔径尺寸减小程度相对较小；而外壁金属粉末受到刚性膜的作用发生的变形较大，外表面光滑，外表面孔道的孔径尺寸减小。压制后的滤芯生坯经后续加工处理，再进行烧结；烧结后再进行机加工处理，便得到镜面般光滑的粉末滤芯。

相对于核工业现用金属过滤元件，新产品具有以下优点：

(1)光滑外表面的金属颗粒在制备成型过程中发生较大形变，该滤芯外表面相对于内表面具有更小的孔道，因此固体颗粒进入通孔内的几率更低，系统压差增加慢，进而相对延长了滤芯的使用寿命；

(2)进行气固过滤时，搭桥拦截和惯性碰撞是主要的颗粒捕集形式。当颗粒或搭桥颗粒团在光滑滤材表面富集时，由于固体颗粒与光滑外表面的结合力很小，颗粒的惯性碰撞会促使颗粒沉积层(滤饼)发生重力沉降，流体的扰动效应发挥作用，进而对滤饼的形成产生抑制或延缓作用，在一定程度上推迟了滤饼的形成，延长了反吹间隔时间，提高了系统效率，间接降低了系统能耗；

(3)固体颗粒与光滑外表面的结合力很小，在进行反吹操作时，滤饼层极易被吹落，所需反吹时间短。

(4)表面光滑更容易清洗再生。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合规模化生产的外光型金属过滤膜管的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案主要涉及一种核工业用外光型对称金属过滤膜管的制备方法，其特征在于制备过程为：

(1)根据对外光型金属多孔膜管过滤精度及透气度的要求，级配(筛分、混粉)好要用的金属粉末；

(2)固定好三瓣式刚性外套成型模具及其外胶套，安装好芯部刚性内套及胶套；