耐高温陶瓷纤维过滤元件的制备及其性能研究

摘要

在现代工业生产过程中，涉及高温含尘气体净化的领域十分广泛，但由于缺乏高温、高效、廉价的滤材，目前国内300℃以上的高温介质过滤式除尘器的工业应用基本还是空白。 陶瓷材料具有优良的热稳定性和化学稳定性，且原料来源广泛、价格低廉，成为开发研制耐高温滤料的首选材料。近十年国内外广泛开展了利用粉状陶瓷原料经过成型和烧结工艺研制过滤元件和将陶瓷纤维加工成型制备过滤材料的研究工作，取得了一定的成果，但是陶瓷质过滤材料固有的机械强度与过滤和清灰效果相互制约的矛盾，严重影响了其使用性能。陶瓷过滤材料或是由于材料的抗堵塞性能差，或是由于机械强度低限制了陶瓷过滤材料在高温烟气净化领域的应用。陶瓷纤维毡具有规模化生产容易、粉尘净化效果好等属性，但其机械强度较低。研究在制备出适宜的纤维毡的基础上，重点开展了利用纤维粘结剂烧结固化成型提高机械强度的研究，以期制备出综合性能优良、能够满足高温烟气粉尘净化技术要求的耐高温陶瓷纤维过滤材料。 鉴于目前陶瓷材料的生产工艺与方法，本实验选取高铝纤维，添加粘结剂、分散剂等辅助材料，采用湿法真空成型工艺，加工出两种不同厚度(0.5mm和3mm)的陶瓷纤维滤料。经初步测试其透气度和断裂强力均较差，不能满足高温过滤的要求。于是通过实验找到适宜的改性试剂，并且不断改变改性试剂中各成分的含量，然后在不同的烧成制度下烧成后测试其各项性能，终于摸索出最佳改性试剂配比和烧成制度。 按照最佳配比对滤料改性后加工出管径28mm，长度100mm，壁厚2mm的筒状陶瓷过滤元件，高温烧制后将该元件安装在自行设计、组建的实验室粉尘过滤及清灰系统中进行了粉尘过滤实验、反吹风清灰实验，经测试各项物理性能指标均在合理的范围内：总除尘效率达到99.87％以上、分级除尘效率达到96.43％以上、透气度4.85 m<'3>/(m<'2>·min)，反吹风清灰时粉尘剥离率达到70％。 实验研究表明，研制出的耐高温陶瓷纤维过滤材料除尘效率高、清灰效果好且具有一定的机械强度。该实验初步探索出利用陶瓷纤维材料开发高温滤料的技术方法，为下一步的实验奠定了一定的基础。

目录

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声明

第1章绪论

1.1除尘技术及其存在的问题

1.2高温滤料研发的现状

1.2.1滤料的类型

1.2.2滤料的性能

1.2.3陶瓷纤维滤料

1.3高温滤料研发的必要性

1.4本课题的技术路线

第2章陶瓷纤维过滤元件的制备

2.1实验仪器、设备及药剂

2.2陶瓷纤维滤料的制备与性能测试

2.2.1陶瓷纤维滤料的制备

2.2.2陶瓷纤维滤料性能测试

2.3陶瓷纤维改性试验

2.3.1实验方法

2.3.2改性实验结果与分析

2.4陶瓷纤维过滤元件的制备

2.4.1设计

2.4.2加工

2.4.3焙烧

第3章陶瓷纤维过滤元件除尘及清灰实验

3.1实验室粉尘过滤与清灰系统

3.2粉尘过滤性能测试

3.2.1透气度测试

3.2.2粉尘过滤性能测试

3.3清灰实验

第4章陶瓷纤维过滤元件的应用

第5章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢