[发明专利]一种法兰颈部增强型陶瓷高温烟气过滤管的制备方法

说明书

本发明公开了一种法兰颈部增强型陶瓷高温烟气过滤管的制备方法，属于多孔陶瓷材料制备领域。该陶瓷高温烟气过滤管包括陶瓷管法兰、陶瓷管颈部和陶瓷管体，陶瓷管颈部和陶瓷管体接触面为环形斜锯齿状，该方法为：一、在聚氨酯模具中加入混合细粉，获得陶瓷管法兰和陶瓷管颈部预压体；二、用锯齿圆管进行按压，然后加入混合粗粉填满，并在冷等静压机中成型得到陶瓷管生坯；三、生坯放入高温炉烧结得到陶瓷高温烟气过滤管。本发明中陶瓷管法兰和颈部主要起固定和承重作用，陶瓷管体起到高温含尘烟气过滤净化作用，本发明解决了陶瓷高温烟气过滤管在应用过程中，因气流波动、反吹频繁、粉尘架桥、粉尘堆积等原因，导致陶瓷过滤管颈部断裂的问题。

技术领域

本发明涉及一种法兰颈部增强型陶瓷高温烟气过滤管的制备方法，属于多孔陶瓷制备领域。

背景技术

多孔陶瓷材料具有密度低、耐腐蚀、机械强度大、耐高温和耐腐蚀等优点，在水处理和气体净化方面有广泛的应用。与多孔金属材料相比，在高温腐蚀环境下，多孔陶瓷材料具有更好的抗气体腐蚀和抗氧化性能，被认为是最为理想的高温气体净化材料。

目前，高温气体净化用的多孔陶瓷构型统一为烛状式，主要由法兰、颈部和管体三部分组成（结构如图1所示），这种构型的陶瓷过滤管法兰、颈部和管体都是相同的骨料粒径制备而成，因此这三个部分的孔隙率、孔径、强度和透气性能等参数基本一致。而一般用于气固分离的多孔陶瓷支撑体材料需要孔径大和孔隙率高，以提供足够的气体透过量，但这也造成多孔陶瓷管的颈部强度不高，在频繁喷吹、高温腐蚀环境下和长期使用过程中容易出现法兰颈部处径向断裂，导致整个过滤设备无法使用。因此，传统的多孔陶瓷膜管结构难以满足现代工业使用需求，如何改变现有传统的陶瓷过滤管结构，增加高温环境下的陶瓷管颈部强度，降低断裂风险，提高使用寿命将大大增加陶瓷膜技术在高温气体净化领域的应用规模。

发明内容

本发明旨在解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种法兰颈部增强型陶瓷高温烟气过滤管的制备方法。该制备方法提升了陶瓷管法兰和颈部的机械强度，解决了陶瓷高温烟气过滤管在应用过程中，因气流波动、反吹频繁、粉尘架桥、粉尘堆积等原因，导致陶瓷过滤管颈部断裂的问题，延长了陶瓷过滤管在高温高压复杂烟气工况下的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种法兰颈部增强型陶瓷高温烟气过滤管的制备方法，该法兰颈部增强型陶瓷高温烟气过滤管包括陶瓷管法兰、陶瓷管颈部和陶瓷管体三个部分，所述的陶瓷管法兰（1）、陶瓷管颈部（2）和陶瓷管体（3）均为相同材质，所述陶瓷管法兰（1）和陶瓷管颈部（2）所用的配方骨料粒径相同，所述陶瓷管体（3）与陶瓷管法兰（1）和陶瓷管颈部（2）所用配方骨料粒径不同，所述陶瓷管法兰（1）、陶瓷管颈部（2）和陶瓷管体（3）为梯度填装一次成型，所述陶瓷管颈部（2）和陶瓷管体（3）接触面为环斜锯齿状。

该制备方法包含以下步骤：

一、在聚氨酯模具中加入陶瓷细粉为骨料的混合粉体，获得陶瓷管法兰（1）和陶瓷管颈部（2）预压体；

二、用端面斜锯齿圆管进行按压，然后继续加入以陶瓷粗粉为骨料的混合粉体，并振动填实直至模腔充满，获得陶瓷管体（3）预压体，然后在冷等静压机中高压成型得到陶瓷管生坯；

三、陶瓷管生坯放入高温炉中烧结，最后得到法兰颈部增强型陶瓷高温烟气过滤管。

所述的陶瓷骨料为碳化硅、氮化硅、莫来石或堇青石。

所述的陶瓷管法兰（1）和陶瓷管颈部（2）所用陶瓷细粉骨料粒径为10–50 μm。

所述的陶瓷管体（3）所用陶瓷粗粉骨料粒径为200–300 μm。

所述的混合粉体主要成分组成为陶瓷骨料72–84份、烧助剂1–3份、黏结剂5–10份和造孔剂10–15份。

所述的冷等静压机成型压力为120–180 MPa。