高溫煙氣凈化用孔梯度陶瓷纖維膜的設計、制備及特性.pdf

1、高溫過濾技術是工業(yè)排放與環(huán)境保護工程中的重要一環(huán)，而陶瓷高溫過濾材料是高溫流體分離與凈化的核心與關鍵。為此，本研究立足于制備過濾阻力低、分離效率高，且具有良好耐高溫、耐腐蝕、抗熱震等特性的孔梯度陶瓷纖維膜，這將對高溫煙氣凈化等高溫氣體的處理及環(huán)境保護具有重大意義。 在閱讀大量文獻的基礎上，通過對孔梯度陶瓷纖維膜使用環(huán)境要求和制備工藝條件的綜合分析，設計并確定了支撐體的材質、陶瓷纖維的種類以及高溫結合劑、造孔劑的選擇要點，并根據(jù)高

2、溫含塵氣體粒子的大小和前期試驗結果情況，確定了孔梯度陶瓷纖維膜陶瓷纖維分離層、過渡層和多孔陶瓷支撐體的孔徑匹配性等要素。 系統(tǒng)研究了孔梯度陶瓷纖維膜用多孔陶瓷支撐體的制備方法，首次采用震動熱澆注成型工藝，并通過調整各工藝參數(shù)制備出了耐高溫、熱穩(wěn)定性好、氣孔率高、透氣阻力小、強度高、大孔徑的堇青石質多孔陶瓷支撐體，并研究了多孔陶瓷支撐體的微孔性能尤其是孔徑對成膜及膜層性能的影響。 制備出了符合高溫煙氣凈化要求的孔梯度陶瓷纖

3、維膜濾管。研究表明，高溫陶瓷纖維作為構成陶瓷纖維過渡層和分離膜層的主要原料，其加入量、纖維長徑比以及與之相匹配的堇青石骨料的粒度及結合劑的加入量影響陶瓷纖維過渡層和分離膜層性能。隨著配料中陶瓷纖維含量的增加，陶瓷纖維過渡層和分離膜層氣孔率、孔徑有不同程度的提高，而材料的抗彎強度則明顯下降。隨著配料中結合劑加入量的提高，材料的孔徑、氣孔率有大幅度下降，而抗彎強度則有明顯提高。陶瓷纖維的長徑比愈大，則其在膜層結構中架橋作用愈明顯，材料的微孔

4、性能愈好。 陶瓷纖維的處理及分散工藝是陶瓷纖維膜制備工藝過程中的關鍵環(huán)節(jié)。研究表明，采用機械攪拌法，通過合理控制纖維在分散介質中的濃度、分散劑加入量、攪拌速度和攪拌時間等可以獲得良好的分散效果。 研究表明，真空抽濾法是制備陶瓷纖維膜較可行的成型工藝，通過合理控制陶瓷纖維料漿的濃度、成型時抽濾壓力及抽濾時間可以獲得均勻的陶瓷纖維過渡層和分離膜層。陶瓷纖維料漿濃度愈高，膜層愈易形成，但濃度太高，膜層厚度不易控制，均勻性也差。

5、另外，隨著成型時抽濾壓力的增大，相同條件下形成膜層厚度增大，但膜材料孔徑、氣孔率隨之減小，而成型時抽濾時間只是對膜層厚度有一定的影響。 本研究建立了測定孔梯度陶瓷纖維膜管粉塵過濾效率的冷態(tài)實驗模型，確定了相關合理的試驗參數(shù)，系統(tǒng)測試了孔梯度陶瓷纖維膜管用于含塵氣體凈化時滲透率及阻力變化情況，并進行了陶瓷過濾元件對粉塵的過濾效果及清洗再生效果試驗研究。試驗表明，項目研究的TGXM10孔梯度陶瓷纖維膜管對含塵氣體具有非常好的凈化效果