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多孔陶瓷过滤管用的陶瓷膜及其改性制备方法

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2021-01-07 1:47:42 * 浏览: 4

背景

气固分离是在化工、冶金、煤炭燃烧和气化、水泥、环境保护等行业中都要用到的分离过程,特别是高温气体中固态粒子的脱除、回收一直是工业废气处理、环境保护的重大课题。随着无机陶瓷膜的出现,陶瓷膜具有耐高温、耐腐蚀、耐清洗、机械强度大、结构稳定不变形、寿命长等突出优点,为解决上述气固分离难题提供了一种切实可行的技术路线。

在现有使用的微米级陶瓷过滤膜中,高温气体中大于10μm的固体颗粒较易除去,而小于10μm的固体颗粒的去除是相对较困难的,微细颗粒极易吸附在陶瓷膜的孔道中,从而引起膜孔的堵塞过程,降低了陶瓷膜的过滤能力。与此同时,陶瓷过滤膜长期在高温条件下服役易产生热震损伤,严重影响了陶瓷过滤膜的使用寿命。

具体内容

本发明的个目的在于克服上述技术存在的不足,提供了一种涂覆于高温陶瓷过滤管表面的陶瓷膜,一方面,对陶瓷膜表面的微孔进行修饰改性,使膜孔光滑、压降小、不易堵塞,另一方面,改善膜的化学成分,提高膜的热稳定,能有效延长高温陶瓷过滤管的使用寿命。本发明的第二个目的在于提供这种陶瓷膜的改性制备方法。

具体是这样实施的:一种多孔陶瓷过滤管用的陶瓷膜,其特征在于原料组份的重量配比为:

刚玉粉10-30um85-90份

苏州土800-1000目3-5份

钾长石800-1000目5-6份

碳酸钡800-1000目纯度彡99.8%(质量分数)1-2份

碳酸钙800-1000目纯度彡99.8%(质量分数)1-2份

上述组份重量为100份,以此为基准,外加:

阿拉伯树胶2-4份

去离子水100份

这种多孔陶瓷过滤管用的陶瓷膜的改性制备方法是:

(1)陶瓷基膜的制备:将陶瓷膜的各原料按配比均匀混合,喷涂到预处理后的多孔陶瓷过滤管基管表面,干燥后烧成,基管表面形成一层氧化铝陶瓷基膜;

(2)陶瓷基膜微孔的修饰改性:将制备的Ti02溶胶按体积比例3:1-5:I加入10%-20%的聚乙烯醇(PVA)溶液中,分散、搅拌制成浆料,将两端封死的涂覆氧化铝陶瓷基膜的陶瓷过滤管浸到浆料中,30s-60s后缓慢取出,干燥后二次烧成。

制备Ti02溶胶步骤如下:

将5-8份体积的钛酸四丁脂缓慢加入20-25体积份的无水乙醇中,滴加2_6份体积的二乙醇胺,磁力搅拌lh-3h后把溶液倒入回流装置,在室温下回流老化18h-36h,储存备用。

改性制造方法中,多孔陶瓷过滤管基管的预处理是将基管先清洗,再烘干后降至室温备用。

陶瓷基膜制备时,各原料组份均匀混合采用球磨,混合时间8_16h,过80目筛后,用喷枪喷涂于过滤基管表面;干燥烧成是放在烘箱内恒温50°C下干燥3h以上,再升温至100°C干燥2h以上,装入模具内在窑炉中以I.50C/min升温至500°C,再以2V/min升温至13000C-1400°C,然后保温l_3h。

改性陶瓷基膜微孔时,将Ti02溶胶和PVA溶液的混合液先用超声波分散l_2h,再用磁力搅拌器搅拌l_3h;干燥后二次烧成是在40°C下干燥5h以上,再升温至100°C干燥2h以上,装入模具内在窑炉中以1°C/min升温至450°C,再以1.5°C/min升温至9000C-1000°C,然后保温l_3h。

本发明通过对陶瓷膜表面的微孔修饰改性,使膜孔光滑、压降小、不易堵塞,另外膜的化学成分得到改善,提高了膜的热稳定,能有效延长高温陶瓷过滤管的使用寿命。

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