【摘 要】
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在高温烟(煤)气的过滤净化过程中,要求所选的陶瓷过滤材料必须能承受含尘气体中夹带有硫、碱、氯等元素的腐蚀以及气流脉冲喷射清洗引起的振动力和热应力的影响,具有很好的稳定性,才能确保高温除尘过滤器的正常连续运行。那么在众多的陶瓷过滤材料中,开发一种耐高温、高强度、抗氧化性强、耐腐蚀、抗热震性能优良、过滤性能好且成本低廉的多孔陶瓷过滤材料就成为高温烟气除尘领域的关键因素之一。碳化硅是共价键性极强的化合物
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在高温烟(煤)气的过滤净化过程中,要求所选的陶瓷过滤材料必须能承受含尘气体中夹带有硫、碱、氯等元素的腐蚀以及气流脉冲喷射清洗引起的振动力和热应力的影响,具有很好的稳定性,才能确保高温除尘过滤器的正常连续运行。那么在众多的陶瓷过滤材料中,开发一种耐高温、高强度、抗氧化性强、耐腐蚀、抗热震性能优良、过滤性能好且成本低廉的多孔陶瓷过滤材料就成为高温烟气除尘领域的关键因素之一。碳化硅是共价键性极强的化合物,具有优异的抗氧化性等高温性能,比金属和金属化合物高的高温强度、耐腐蚀性和抗蠕变性能,比氧化铝等氧化物陶瓷高的热导率和抗热冲击性,能在严酷的条件下可以保持很好的稳定性,因而成为高温烟气净化用陶瓷过滤器的最佳候选材料之一。因此,开展应用于高温煤气净化用的多孔碳化硅陶瓷材料的研究具有更广阔的市场应用前景。
本工作采用添加造孔剂的方法与挤压成型工艺制备了性能优良的多孔碳化硅陶瓷,应用SEM、XRD、气体泡压法等手段对多孔碳化硅陶瓷的微观结构、晶相组成以及性能指标进行了分析与探讨。首先研究了原料粒径、造孔剂含量、结合剂含量以及烧成温度等各种不同工艺因素分别对多孔碳化硅陶瓷体的孔隙率、平均孔径、气体渗透通量、孔径分布及抗弯强度等性能的影响;经过对测试数据的分析表明,以上各因素对多孔陶瓷管的性能影响没有明显的变化规律性,但与结合剂的高温特性变化的结果直接相关。其次,讨论了复合分层结构对陶瓷体性能的影响,结果发现复合分层结构的性能指标要比基体较优越,仅气体渗透通量略有不足。
此外,在上述基础上,对滤管的冷态(常温下)模拟除尘试验也进行了初步的研究,考察了不同的骨料中位粒径与复合膜分别对滤料性能的影响。结果表明,对于传统的基体过滤而言,较小直径的陶瓷颗粒组成的陶瓷过滤介质的捕尘效率高,但因发生深层过滤极易堵塞孔道,所以压降损失也较大,清灰较困难;与传统的陶瓷基体过滤相比,复合膜过滤已由深层过滤转变为表面滤饼过滤为主,不仅过滤效率大大提高,而且也减轻了因介质阻塞而造成的阻力损失,同时在较低的反吹压力下即可实现较好的反吹清灰效果,节约了能耗。因此,新型复合膜滤料与传统基体滤料相比,能够更好的满足工业中煤气(烟气)粉尘过滤与清灰的要求,也为今后陶瓷过滤元件的优化设计提供必要的理论依据,具有较高的社会、经济和环境效益。
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