專利名稱：結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件及其制備方法，屬于陶瓷設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高溫陶瓷過濾元件以其優(yōu)良的耐高溫、耐化學(xué)腐蝕性能及強度高、熱穩(wěn)定性好等性能，在高溫?zé)釟怏w的凈化除塵領(lǐng)域，特別是在煤化工、IGCC等高溫高壓氣體凈化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。對于高溫陶瓷過濾元件及其制備方法，國內(nèi)有相關(guān)專利報道，如CN200410023972. 9以堇青石骨料、高溫結(jié)合劑、增孔劑和陶瓷纖維、結(jié)合劑、耐火骨料等，首 先采用機械震動熱澆注成型工藝成型，然后經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)制備了高溫陶瓷過濾元件，其產(chǎn)品容重小、耐介質(zhì)腐蝕、抗熱震性能強、過濾效率高,高溫使用性能好。ZL01126499. 3采用注漿成型制備了具有較高氣孔率和一定孔徑尺寸的多孔陶瓷材料。以上方法采用機械震動熱澆注及注漿成型工藝制備的陶瓷過濾元件，在實際使用中存在產(chǎn)品強度低、孔分布不均勻等問題。冷等靜壓工藝制備陶瓷過濾元件，由于成型過程中壓力大且受力均勻，可解決產(chǎn)品強度低、孔分布不均勻等問題。CN03112045.8提供了一種梯度孔陶瓷過濾元件的制備方法，將骨料與成形結(jié)合劑、增孔劑、水混合成坯料，按坯料粒度不同分別布入不同模具中，然后將模具層脫出、等靜壓成型、干燥，最后燒成制備出梯度孔陶瓷過濾元件。CN20101029960. O采用冷等靜壓成型技術(shù)制備了一種碳化硅高溫陶瓷過濾管，該產(chǎn)品長度為1500-3000mm，平均孔徑40-120 μ m,氣孔率30-60%，抗壓強度50-80MPa，抗熱震性1000°C _20°C冷空氣10此不裂，可用于高溫氣體過濾除塵。高溫陶瓷過濾元件需要裝配到陶瓷過濾器中才能夠使用，高溫含塵氣體到達陶瓷元件表面，潔凈氣體通過，而固體顆粒被截留，從而達到氣體凈化的目的。固體顆粒在陶瓷元件表面形成濾餅層且越集越厚，因此需要采用高壓脈沖氣體對其進行定期反吹，已達到清灰的目的。用現(xiàn)有方法制備的陶瓷過濾元件在實際使用中，特別是應(yīng)用于高溫高壓除塵領(lǐng)域時，由于高溫含塵氣體、反吹氣體的沖擊以及設(shè)備的震動等，陶瓷過濾元件存在與過濾器連接處受力點斷裂的問題，造成過濾器的失效，需要停車更換元件，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟損失且嚴重影響整個設(shè)備的運行效率。高壓脈沖氣體對陶瓷元件進行反吹時，氣壓在陶瓷元件縱向壓力損失很大，嚴重影響陶瓷元件下部的清灰效果，進而造成陶瓷元件下部的架橋、集灰，影響整個陶瓷過濾器的運行。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件及其制備方法，反吹過程中可降低脈沖氣體的壓力損失，增強陶瓷元件(特別是下部)的清灰效果。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件，其特征在于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件為錐形結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件的法蘭端直徑大，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件的盲端直徑小，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件的盲端直徑比結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件的法蘭端直徑小O. 1-2%。所述的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件的制備方法是(a)常規(guī)粉料的制備將碳化硅、高溫結(jié)合劑、造孔劑和成型劑經(jīng)告訴混料機造粒制得常規(guī)粉料；(b)特制粉料的制備將碳化硅、高溫結(jié)合劑和成型劑經(jīng)告訴混料機造粒制得特制 粉料；(C)布料布料入模具中，布料時進行分塊布料，多次布料的布料方式，其中法蘭端和盲端處使用特制粉料，中間部分使用常規(guī)粉料；(d)成型將模具放入冷等靜壓機中，經(jīng)冷等靜壓成型，最后經(jīng)干燥燒成。所述高溫結(jié)合劑包含粘土、滑石、方解石和氧化鋁，高溫結(jié)合劑的用量為粉體質(zhì)量的20 50%。其中粘土 25-35%、滑石4-10%、方解石5_10%、氧化鋁45_65%。所述造孔劑為木屑、浙青或谷殼，造孔劑的質(zhì)量占所制備粉體的5-15%。所述成型劑為纖維素、樹脂或聚乙烯醇，成型劑的質(zhì)量占所制備的粉體的3-10%。所述模具是指具有錐度設(shè)計的模具，模具法蘭端直徑大，盲短直徑小。常規(guī)粉料燒成后具有高的氣孔率、高透過性能，用于高溫陶瓷過濾元件功能性的實現(xiàn)，特質(zhì)粉料燒成后具有高的強度，用于高溫陶瓷骨料元件受力點的局部增強。本發(fā)明的有益效果是通過模具的設(shè)計及裝填模具是的多次布料，制備具有錐度及局部強化結(jié)構(gòu)的高溫陶瓷過濾元件，該元件可有效降低使用過程中受力點的剛性斷裂以及提高反吹過程中的清灰效果；通過對過濾元件使用過程主要受力點的局部強化，可大幅降低高溫陶瓷過濾元件在使用過程中的剛性斷裂，提高整個除塵設(shè)備的運行效率，降低運行成本。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步描述實施例I按照配方60目碳化硅66. 4%、高溫結(jié)合劑22. 1%、木屑7. 1%、樹脂4. 4%進行配料配制常規(guī)粉料，按照配方80目碳化硅67. 9%、高溫結(jié)合劑29. 2%、樹脂2. 9%，進行配料配制特制配料，其中高溫結(jié)合劑配方為粘土 30%、滑石5%、方解石8%、氧化鋁57%。兩種粉料分多次布料，先布特制粉料，再布常規(guī)粉料，最后布特制粉料，粉料布入特制模具中，特制模具包括鋼制內(nèi)芯和橡膠外膜，對兩者分別進行錐度設(shè)計，其中內(nèi)芯下部直徑40mm，上部直徑36mm ;橡膠外膜法方向直端模具內(nèi)徑60mm,盲短模具內(nèi)徑56mm,將模具置于冷等靜壓機,在IOOMpa壓力下壓制，干燥完成后，在1450°C下燒成。經(jīng)過局部增強的高溫陶瓷過濾元件，其受力點抗彎強度由9Mpa提高到22MPa，提到幅度達244%，可大幅降低高溫陶瓷過濾元件在使用過程中的剛性斷裂。實施例2按照配方60目碳化硅70. 9%、高溫結(jié)合劑20%、木屑5. 5%、樹脂3. 6%進行配料配制常規(guī)粉料，按照配方90目碳化硅62. 8%、高溫結(jié)合劑33. 8%、樹脂3. 4%進行配料配制特制配料，其中高溫結(jié)合劑配方為粘土30%、滑石5%、方解石8%、氧化鋁57%。兩種粉料分多次布料，先布特制粉料，再布常規(guī)粉料，最后布特制粉料，粉料布入特制模具中，特制模具包括鋼制內(nèi)芯和橡膠外膜，對兩者分別進行錐度設(shè)計，其中內(nèi)芯下部直徑40mm，上部直徑38mm;橡膠外膜法方向直端模具內(nèi)徑60mm,盲短模具內(nèi)徑58mm,將模具置于冷等靜壓機,在IOOMpa壓力下壓制，干燥完成后，在1450°C下燒 成。經(jīng)過局部增強的高溫陶瓷過濾元件，其受力點抗彎強度由8. 5Mpa提高到26MPa，提到幅度達305%，可大幅降低高溫陶瓷過濾元件在使用過程中的剛性斷裂。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件，其特征在于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件(I)為錐形結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件(I)的法蘭端直徑大，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件(I)的盲端直徑小，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件(I)的盲端直徑比結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件(I)的法蘭端直徑小0. 1-2%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件，其特征在于所述的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件的制備方法是 Ca)常規(guī)粉料的制備將碳化硅、高溫結(jié)合劑、造孔劑和成型劑經(jīng)告訴混料機造粒制得常規(guī)粉料； (b)特制粉料的制備將碳化硅、高溫結(jié)合劑和成型劑經(jīng)告訴混料機造粒制得特制粉料； (C)布料布料入模具中，布料時進行分塊布料，多次布料的布料方式，其中法蘭端和盲端處使用特制粉料，中間部分使用常規(guī)粉料； Cd)成型將模具放入冷等靜壓機中，經(jīng)冷等靜壓成型，最后經(jīng)干燥燒成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件的制備方法，其特征在于所述高溫結(jié)合劑包含粘土、滑石、方解石和氧化鋁，高溫結(jié)合劑的用量為粉體質(zhì)量的20飛0%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件的制備方法，其特征在于所述造孔劑為木屑、浙青或谷殼，造孔劑的質(zhì)量占所制備粉體的5-15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件的制備方法，其特征在于所述成型劑為纖維素、樹脂或聚乙烯醇，成型劑的質(zhì)量占所制備的粉體的3-10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件的制備方法，其特征在于所述模具是指具有錐度設(shè)計的模具，模具法蘭端直徑大，盲短直徑小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件及其制備方法，屬于陶瓷設(shè)備領(lǐng)域，其特征在于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件為錐形結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件的法蘭端直徑大，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件的盲端直徑小，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件的盲端直徑比結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高溫陶瓷過濾元件的法蘭端直徑小0.1-2%。通過模具的設(shè)計及裝填模具是的多次布料，制備具有錐度及局部強化結(jié)構(gòu)的高溫陶瓷過濾元件，該元件可有效降低使用過程中受力點的剛性斷裂以及提高反吹過程中的清灰效果。
文檔編號B01D39/20GK102755789SQ20121015478
公開日2012年10月31日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者宮明輝, 鞏玉賢, 張業(yè)明, 張曉麗, 李憲景, 李小勇, 梁之會, 焦光磊, 薛友祥, 趙世凱 申請人:中材高新材料股份有限公司, 山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計院有限公司