專利名稱：粉塵過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱表面膜及制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于多孔陶瓷過濾管制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種高溫過濾多孔陶瓷過 濾管的雙層非對稱表面膜的制備方法。該種雙層非對稱表面膜主要用于高溫氣體過濾除塵 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的火力發(fā)電不僅能源利用效率低，而且排放出大量粉塵，對環(huán)境污染很嚴 重。因此，能源利用率高且?guī)缀鯖]有粉塵排放的新型火力發(fā)電系統(tǒng)，如整體煤氣化聯(lián)合循環(huán) (IGCC)、增壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)(PFBC)等潔凈煤發(fā)電系統(tǒng)，備受青睞，前景廣闊。在這些 潔凈煤發(fā)電系統(tǒng)中，煤經(jīng)高溫氣化成為含有大量粉塵的粗煤氣，粗煤氣經(jīng)高溫除塵子系統(tǒng) 除去粉塵，然后潔凈的煤氣再經(jīng)除硫、氮后就可以在燃氣輪機中燃燒發(fā)電了。如果潔凈煤氣 中粉塵含量超標將嚴重損壞燃氣輪機的葉片，減少燃氣輪機的壽命。高溫除塵子系統(tǒng)中的 核心部件是高強度耐高溫多孔陶瓷過濾管。現(xiàn)在常用的高強度耐高溫多孔陶瓷過濾管的結(jié)構(gòu)包含兩部分，一部分是位于過濾 管內(nèi)層提供力學(xué)強度的支撐體層，另一部分是附在支撐體層外面的起除去粉塵作用的表面 膜層。支撐體層的原料通常是粒徑幾百微米的耐高溫陶瓷粉料，如碳化硅(SiC)、氮化硅 (Si3N4)、莫來石(3A1203 · 2Si02)、氧化鋁(Al2O3)、堇青石(2Mg0 · 2A1203 · 5Si02)等。支撐 體層厚度約10 20mm。表面膜層的原料是粒徑幾微米到幾十微米的耐高溫陶瓷粉料，其厚 度約為100-200 μ m。高溫氣體除塵要求在滿足除塵要求(煤氣粉塵濃度降至5mg/m3，除塵 效率可達99. 5%以上)的前提下，過濾管內(nèi)外兩側(cè)的過濾壓降越小越好。因為過濾壓降小 的除塵系統(tǒng)的壽命更長。影響過濾壓降的因素主要有支撐體和表面膜的厚度、氣孔率和孔 徑。由于支撐體的強度對氣孔率和氣孔孔徑的變化很敏感，所以通過調(diào)整支撐體的氣孔率 和孔徑來調(diào)整過濾壓降的方法不能有效地降低過濾壓降。另一個可以有效降低過濾管的過 濾壓降的方法就是降低表面膜的厚度。表面膜需要保證過濾后的氣體中粒徑5μπι以上的粉塵不大于10mg/m3，所以表面 膜粉料顆粒粒徑很小，而支撐體層的平均孔徑約為幾十微米，遠大于表面膜粉料的平均粒 度。因此在支撐體上制膜時，會有部分表面膜粉料進入支撐體的孔隙中，這就使得表面膜 層的實際厚度(從進入支撐體孔隙的表面膜料底面算起到表面膜外表面)大于其名義厚度 (支撐體表面到表面膜外表面的厚度)。通常其實際厚度約為名義厚度的1.5倍。進入支 撐體孔內(nèi)的這部分表面膜粉料明顯增加了過濾管的過濾壓降，而對過濾除塵則是多余的。目前德國ball公司、日本中央電力研究院、英國工業(yè)過濾器和泵公司等開發(fā)的都 是具有單層表面膜的多孔陶瓷過濾管，其支撐體層采用碳化硅、莫來石、堇青石等材料，而 表面膜層多采用莫來石、氧化鋁、碳化硅、堇青石等材料。這種具有單層表面膜的過濾管都 存在著制膜過程中表面膜粉料進入支撐體孔隙中使表面膜的實際厚度大于其名義厚度的 問題，因此需要進一步從結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度在保證過濾精度的前提下阻止表面膜粉料進入支 撐體孔隙，以降低表面膜厚度，從而降低過濾壓降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種用于高溫氣體過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱 表面膜的制備方法。該結(jié)構(gòu)的表面膜是在原具有單層表面膜過濾管的支撐體層和表面膜層 之間增加一層陶瓷纖維過渡層，這一陶瓷纖維過渡層將有效阻止表面膜粉料進入支撐體孔 隙，從而有效降低過濾壓降，同時還可以使表面膜成膜更加均勻，更加完整。粉塵過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱表面膜的特征之一在于，是一種潔凈煤 發(fā)電系統(tǒng)中用于過濾粉塵用的附在多孔陶瓷支撐體層外面的一種雙層非對稱表面膜，含 有陶瓷纖維過渡層和過濾膜層，其中陶瓷纖維過渡層，涂覆在所述多孔陶瓷支撐體層外面，所述陶瓷纖維過渡層由作 為陶瓷纖維的莫來石纖維、作為分散劑的羧甲基纖維素鈉和作為溶劑的水構(gòu)成，所述莫來 石纖維的單根纖維直徑分布在1 μ m 500 μ m之間，長徑比均大于10 ；過濾膜層制膜在由 所述陶瓷纖維過渡層構(gòu)成的陶瓷纖維坯膜上，所述過渡層由作為陶瓷粉料的碳化硅粉、作 為粘結(jié)劑的高嶺土和作為溶劑的水構(gòu)成。根據(jù)所述的粉塵過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱表面膜而提出的制法，其特 征之一在于，依次含有以下步驟步驟(1).把質(zhì)量為2g、單根直徑分布在1 μ m 500 μ m、長徑比大于10的莫來石 纖維和質(zhì)量為1.5g的羧甲基纖維素鈉加入燒杯中，加入足量的水，加熱煮沸并同時攪拌， 直至莫來石纖維分散均勻且使陶瓷纖維漿料中莫來石纖維質(zhì)量分數(shù)達到5%，得到40g所 述陶瓷纖維膜漿料；步驟(2).把質(zhì)量為9g、平均粒徑為54 μ m的碳化硅粉和質(zhì)量為Ig的高嶺土在 35ml去離子水中磁力攪拌混勻，得到45g過濾膜漿料，其中碳化硅粉的質(zhì)量百分數(shù)為20%;步驟(3).用步驟(1)得到的莫來石纖維漿料在以碳化硅為骨料的多孔陶瓷支撐 體上用流延法制備莫來石纖維膜，經(jīng)110°c下烘干，再在該莫來石纖維坯膜上制備過濾膜， 并經(jīng)110°C烘干后，形成雙層非對稱表面膜，最后將具有該雙層非對稱表面膜的多孔陶瓷過 濾管在1280°C下燒結(jié)3小時。粉塵過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱表面膜的特征之二在于，是潔凈煤發(fā)電 系統(tǒng)中過濾粉塵時附在多孔陶瓷過濾管的多孔陶瓷支撐體層外面的一種雙層非對稱表面 膜，含有陶瓷纖維過渡層和過濾膜層，其中陶瓷纖維過渡層涂覆在所述多孔陶瓷支撐體上，該陶瓷纖維過渡層由作為陶瓷纖 維的莫來石纖維和硅酸鋁纖維構(gòu)成的混合纖維、作為分散劑的聚乙烯醇以及作為溶劑的水 共同組成，該莫來石纖維的單根纖維直徑分布在1 μ m 500 μ m之間，長徑比大于10，該硅 酸鋁纖維的單根纖維直徑也分布在1 μ m 500 μ m之間，長徑比也大于10，成為陶瓷纖維漿 料；過濾膜層制膜在由所述陶瓷纖維過渡層構(gòu)成的陶瓷纖維坯膜上，該過渡膜層由作 為陶瓷粉料的莫來石粉、作為粘結(jié)劑的高嶺土以及作為溶劑的水構(gòu)成，成為過濾膜漿料。根據(jù)所述的粉塵過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱表面膜而提出的制法，其特 征之二在于，依次含有以下步驟步驟(1).把質(zhì)量為lg，直徑分布在Iym 500μπι之間，長徑比大于10的莫來石纖維棉和質(zhì)量為lg，直徑分布在Iym 500μπι之間，長徑比大于10的硅酸鋁纖維棉加入 燒杯中，再加入2g聚乙烯醇和適量的水，加熱煮沸并同時攪拌，直到所述莫來石纖維分散 均勻且使陶瓷纖維漿料中莫來石纖維質(zhì)量分數(shù)達到10%，得到IOg重的所述陶瓷纖維膜漿 料；步驟(2).把質(zhì)量為9g，粒徑為20 μ m的莫來石粉和質(zhì)量為Ig的高嶺土在35ml去 離子水中磁力攪拌分散，得到45g過濾膜漿料，其中莫來石粉的質(zhì)量百分數(shù)為20% ；步驟(3).把步驟(1)制得的莫來石纖維和硅酸鋁纖維混合漿料在所述碳化硅多 孔陶瓷支撐體上用流延法制備成陶瓷纖維坯膜，再在iicrc下烘干；然后在所述陶瓷纖維 坯膜上利用步驟(2)得到的過濾膜漿料采用流延法制成過濾膜，再在iio°c下烘干；最后把 具有所述雙層非對稱表面膜的碳化硅多孔陶瓷支撐體在1280°c下燒結(jié)3小時。粉塵過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱表面膜的特征之三在于，是一種潔凈煤 發(fā)電系統(tǒng)中用于粉塵過濾的多孔陶瓷過濾管內(nèi)附在多孔陶瓷支撐體層外面的一種雙層非 對稱表面膜，含有陶瓷纖維過渡層和過濾膜層，其中陶瓷纖維過渡層，涂覆在所述多孔陶瓷支撐體上，該陶瓷纖維過渡層由作為陶瓷 纖維的莫來石纖維和硅酸鋁纖維混合而成的混合纖維構(gòu)成，該莫來石纖維和硅酸鋁纖維的 質(zhì)量分別為Ig和2g，直徑分布均在1 μ m 500 μ m之間，而且長徑比大于10，作為分散劑 的羧甲基纖維素鈉以及作為溶劑的水構(gòu)成，形成陶瓷纖維水漿料，過濾膜層制膜在由所述 陶瓷纖維過渡層構(gòu)成的陶瓷纖維坯膜上，該過濾膜層由作為陶瓷粉料的氧化鋁粉和作為粘 結(jié)劑的高嶺土粉以及作為溶劑的水構(gòu)成，成為過濾膜漿料。根據(jù)所述的粉塵過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱表面膜而提出的制法，其特 征之三在于，依次含有以下步驟步驟(1).把作為陶瓷纖維的莫來石纖維和硅酸鋁纖維構(gòu)成的混合纖維、作為 分散劑的羧甲基纖維素鈉一起加入燒杯，其中，莫來石纖維和硅酸鋁纖維的直徑分布均 在1 μ m 500 μ m之間，長徑比均大于10，莫來石纖維的質(zhì)量為lg，硅酸鋁纖維的質(zhì)量為 2. 2g，然后加入足量的水，加熱煮沸并同時攪拌，直到莫來石纖維分散均勻且使陶瓷漿料中 莫來石纖維質(zhì)量分數(shù)達到15%，得到21. 3g所述陶瓷纖維膜漿料；步驟⑵.把9g粒徑12 μ m的氧化鋁粉和Ig高嶺土在35ml去離子水中磁力攪拌 均勻，得到45g過濾膜漿料，其中氧化鋁粉的質(zhì)量百分數(shù)為20% ；步驟(3).把步驟(1)得到的陶瓷纖維膜漿料在碳化硅多孔陶瓷支撐體上用流延 法制備出陶瓷纖維坯膜，在110°c下烘干，再把步驟(2)得到的過濾膜漿料在該陶瓷纖維坯 膜上用流延法制備出過濾膜，在110°C下烘干后，最后把具有該雙層非對稱表面膜的多孔陶 瓷過濾管在1280°C下燒結(jié)3小時。本發(fā)明采用的帶有陶瓷纖維過渡層的雙層非對稱表面膜有效地降低了過濾壓降， 同時纖維膜表面有更好的吸附漿料的能力，能夠促進結(jié)構(gòu)更完整、厚度更可控的過濾膜的 形成?？傮w上來說，本發(fā)明的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，制備簡單，成本低廉，有效提高了高溫氣 體過濾用多孔陶瓷過濾管的性能。


圖1是本發(fā)明提供的具有雙層非對稱表面膜的多孔陶瓷結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明提供的具有雙層非對稱表面膜的多孔陶瓷SEM圖。圖3是本發(fā)明提供的制備雙層非對稱表面膜的流程圖。
具體實施例方式具體地說，本發(fā)明提出一種具有雙層結(jié)構(gòu)的非對稱表面膜的制備方法，其特征在 于將陶瓷纖維制成纖維漿料，在具有孔徑大于表面膜粉料粒徑的支撐體表面采用特定的 制膜方法(例如浸漿提拉法、噴涂法、流延法等)制備出一定厚度的陶瓷纖維過渡膜。然后 將此陶瓷纖維膜烘干，再在此陶瓷纖維膜外面采用特定的制膜方法制備出一定厚度的過濾 膜。最后將此陶瓷纖維過渡膜和過濾膜高溫?zé)Y(jié)。其具體工藝過程如下(1)首先進行陶瓷纖維漿料的制備；將陶瓷纖維和分散劑加入到一定溶劑中，將 溶劑加熱并不停攪拌該混合液，直至陶瓷纖維均勻分散開；(2)將步驟1制備出的分散性良好的陶瓷纖維漿料通過合適的制膜方法涂覆在多 孔陶瓷支撐體上，形成一定厚度的表面完整、膜厚均勻的陶瓷纖維坯膜，并將其在一定溫度 烘干；(3)制備過濾膜的漿料；選用特定平均粒度的陶瓷粉料和粘結(jié)劑，將之分散在特 定溶劑中，最終形成固體顆粒分散良好且粘度合適的過濾膜漿料；(4)將步驟3制備出的漿料采用合適的制膜方法在陶瓷纖維坯膜上形成厚度合 適、完整性好的過濾膜坯膜，并將之烘干；(5)將制得的含有過濾膜和陶瓷纖維過渡膜的雙層非對稱多孔陶瓷表面膜在特定 溫度范圍燒結(jié)，使二者之間以及陶瓷纖維過渡膜與支撐體之間均形成一個層與層之間牢固 結(jié)合的復(fù)合結(jié)構(gòu)多孔陶瓷。在上述陶瓷纖維漿料中，所使用的陶瓷纖維可以是莫來石纖維和硅酸鋁纖維以及 它們構(gòu)成的混合纖維；所用纖維直徑從ι μ m到500 μ m,所用纖維長徑比大于10 ；在上述陶瓷纖維漿料中，所使用的陶瓷纖維的質(zhì)量分數(shù)為5 15%，分散劑的質(zhì) 量分數(shù)為3. 75 20% ；在上述陶瓷纖維漿料中，所使用的溶劑是水；在上述陶瓷纖維漿料中，所使用的分散劑可以為聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉中的 一種或多種物質(zhì)；在上述過濾膜漿料中，所使用的陶瓷粉料可以為莫來石、氧化鋁、碳化硅中的一種 或多種；在上述過濾膜漿料中，所使用的陶瓷粉料的粒徑為12 54μπι，過濾膜漿料中陶 瓷粉的質(zhì)量分數(shù)為20% ；在上述過濾膜漿料中，所使用的粘結(jié)劑為高嶺土，粘結(jié)劑在過濾膜漿料中的質(zhì)量 分數(shù)為2.2% ；在上述雙層非對稱表面膜結(jié)構(gòu)中，陶瓷纖維過渡層的厚度為10 50 μ m，過濾膜 層的厚度在150 200μπι;在上述過濾膜和纖維膜的成膜方法是流延法。以下結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的特點，但不局限于實例。為了檢驗本發(fā)明所 設(shè)計的陶瓷纖維過渡層的可行性和先進性，以下實例以含有莫來石纖維過渡膜的雙層非對稱表面膜的多孔陶瓷和不含莫來石纖維過渡層的單層表面膜多孔陶瓷做片對比。實施例1首先將2g直徑分布為1 μ m到500 μ m,長徑比大于10的莫來石纖維和1. 5g羧甲 基纖維素鈉加入燒杯中，然后加入足量的水，加熱煮沸并同時攪拌，直至莫來石纖維分散均 勻且莫來石纖維質(zhì)量分數(shù)達到5%，得到纖維膜漿料。另將9g粒徑54 μ m的碳化硅粉和Ig 高嶺土在35ml去離子水中磁力攪拌混勻，得到過濾膜漿料。用制得的莫來石纖維漿料在碳化硅支撐體片上采用流延法制備出纖維坯膜，將 纖維坯膜在iio°c下烘干。然后再在此莫來石纖維坯膜上用流延法制備出過濾膜，同樣在 110°C烘干。最后將此具有雙層非對稱表面膜的多孔陶瓷在1280°C燒結(jié)3h。不含莫來石纖維過渡層的單層過濾膜多孔陶瓷的制備方法是將過濾膜漿料直接 在碳化硅支撐體片上用流延法制備出過濾膜層。其烘干溫度和燒結(jié)制度同含有莫來石纖維 過渡層的多孔陶瓷片一樣。此處通過控制流延次數(shù)來保證雙層非對稱表面膜中過濾膜的厚 度與單層表面膜的名義厚度相同。分別測量具有雙層非對稱表面膜和單層表面膜多孔陶瓷片的支撐體及其完整結(jié) 構(gòu)的過濾壓降，發(fā)現(xiàn)具有雙層非對稱表面膜的多孔陶瓷片的過濾壓降與其支撐體的過濾壓 降相比只上升了 3%，而具有單層表面膜的多孔陶瓷片的過濾壓降則上升了 18%。測得雙 層非對稱表面膜中陶瓷纖維膜厚度為10 μ m，過濾膜厚度為140 μ m，而單層過濾膜的名義 厚度為140 μ m。實施例2首先將Ig直徑分布為1 μ m到500 μ m,長徑比大于10的莫來石纖維、Ig直徑分布 為Ιμπι到500 μ m，長徑比大于10的硅酸鋁纖維和2g聚乙烯醇加入燒杯中，然后加入足量 的水，加熱煮沸并同時攪拌，直至莫來石纖維分散均勻且莫來石纖維質(zhì)量分數(shù)達到10 %，得 到纖維膜漿料。另將9g粒徑20 μ m的莫來石粉和Ig高嶺土在35ml去離子水中磁力攪拌 混勻，得到過濾膜漿料。用制得的莫來石纖維和硅酸鋁纖維混合漿料在碳化硅支撐體片上采用流延法制 備出纖維坯膜，將纖維坯膜在110°c下烘干。然后再在此莫來石纖維坯膜上用流延法制備出 過濾膜，同樣在110°c烘干。最后將此具有雙層非對稱表面膜的多孔陶瓷片在1280°C燒結(jié) 3h。不含莫來石纖維過渡層的單層過濾膜多孔陶瓷片的制備方法是將過濾膜漿料直 接在碳化硅支撐體片上用流延法制備出過濾膜層。其烘干溫度和燒結(jié)制度同含有莫來石纖 維過渡層的多孔陶瓷片一樣。此處通過控制流延次數(shù)來保證雙層非對稱表面膜中過濾膜的 厚度與單層表面膜的名義厚度相同。分別測量具有雙層非對稱表面膜和單層表面膜的多孔陶瓷片的支撐體及其完整 結(jié)構(gòu)的過濾壓降，發(fā)現(xiàn)具有雙層非對稱表面膜的多孔陶瓷片的過濾壓降與其支撐體的過濾 壓降相比只上升了 9%，而具有單層表面膜的多孔陶瓷片的過濾壓降則上升了 30%。測得 雙層非對稱表面膜中陶瓷纖維膜厚度為50 μ m,過濾膜厚度為150 μ m,而單層過濾膜的名 義厚度為150 μ m。實施例3首先將Ig直徑分布為1 μ m到500 μ m,長徑比大于10的莫來石纖維、2g直徑分布
8為1 μ m到500 μ m,長徑比大于10的硅酸鋁纖維和2. 2g羧甲基纖維素鈉加入燒杯中，然后 加入足量的水，加熱煮沸并同時攪拌，直至纖維分散均勻且纖維質(zhì)量分數(shù)達到15 %，得到纖 維膜漿料。另將9g粒徑12 μ m的氧化鋁粉和Ig高嶺土在35ml去離子水中磁力攪拌混勻， 得到過濾膜漿料。用制得的莫來石纖維和硅酸鋁纖維混合漿料在碳化硅支撐體片上采用流延法制 備出纖維坯膜，將纖維坯膜在110°c下烘干。然后再在此莫來石纖維坯膜上用流延法制備出 過濾膜，同樣在110°c烘干。最后將此具有雙層非對稱表面膜的多孔陶瓷片在1280°C燒結(jié) 3h。不含莫來石纖維過渡層的單層過濾膜多孔陶瓷的制備方法是將過濾膜漿料直接 在碳化硅支撐體片上用流延法制備出過濾膜層。其烘干溫度和燒結(jié)制度同含有莫來石纖維 過渡層的多孔陶瓷片一樣。此處通過控制流延次數(shù)來保證雙層非對稱表面膜中過濾膜的厚 度與單層表面膜的名義厚度相同。分別測量具有雙層非對稱表面膜和單層表面膜多孔陶瓷片的支撐體及其完整結(jié) 構(gòu)的過濾壓降，發(fā)現(xiàn)具有雙層非對稱表面膜的多孔陶瓷片的過濾壓降與其支撐體的過濾壓 降相比只上升了 8%，而具有單層表面膜的多孔陶瓷片的過濾壓降則上升了 28%。測得雙 層非對稱表面膜中陶瓷纖維膜厚度為30 μ m,過濾膜厚度為150 μ m,而單層過濾膜的名義 厚度為150 μ m。具有雙層非對稱表面膜和單層表面膜的多孔陶瓷片涂膜前后過濾壓降的上升比 例對比表
權(quán)利要求
粉塵過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱表面膜，其特征在于，是一種潔凈煤發(fā)電系統(tǒng)中用于過濾粉塵用的附在多孔陶瓷支撐體層外面的一種雙層非對稱表面膜，含有陶瓷纖維過渡層和過濾膜層，其中陶瓷纖維過渡層，涂覆在所述多孔陶瓷支撐體層外面，所述陶瓷纖維過渡層由作為陶瓷纖維的莫來石纖維、作為分散劑的羧甲基纖維素鈉和作為溶劑的水構(gòu)成，所述莫來石纖維的單根纖維直徑分布在1μm～500μm之間，長徑比均大于10；過濾膜層制膜在由所述陶瓷纖維過渡層構(gòu)成的陶瓷纖維坯膜上，所述過渡層由作為陶瓷粉料的碳化硅粉、作為粘結(jié)劑的高嶺土和作為溶劑的水構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉塵過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱表面膜而提出的 制法，其特征在于，依次含有以下步驟步驟(1).把質(zhì)量為2g、單根直徑分布在lym 500i!m、長徑比大于10的莫來石纖維 和質(zhì)量為1.5g的羧甲基纖維素鈉加入燒杯中，加入足量的水，加熱煮沸并同時攪拌，直至 莫來石纖維分散均勻且使陶瓷纖維漿料中莫來石纖維質(zhì)量分數(shù)達到5%，得到40g所述陶 瓷纖維膜漿料；步驟(2).把質(zhì)量為9g、平均粒徑為54 y m的碳化硅粉和質(zhì)量為lg的高嶺土在35ml去 離子水中磁力攪拌混勻，得到45g過濾膜漿料，其中碳化硅粉的質(zhì)量百分數(shù)為20% ；步驟(3).用步驟(1)得到的莫來石纖維漿料在以碳化硅為骨料的多孔陶瓷支撐體上 用流延法制備莫來石纖維膜，經(jīng)110°C下烘干，再在該莫來石纖維坯膜上制備過濾膜，并經(jīng) 110°C烘干后，形成雙層非對稱表面膜，最后將具有該雙層非對稱表面膜的多孔陶瓷過濾管 在1280°C下燒結(jié)3小時。
3.粉塵過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱表面膜，其特征在于，是潔凈煤發(fā)電系統(tǒng) 中過濾粉塵時附在多孔陶瓷過濾管的多孔陶瓷支撐體層外面的一種雙層非對稱表面膜，含 有陶瓷纖維過渡層和過濾膜層，其中陶瓷纖維過渡層涂覆在所述多孔陶瓷支撐體上，該陶瓷纖維過渡層由作為陶瓷纖維的 莫來石纖維和硅酸鋁纖維構(gòu)成的混合纖維、作為分散劑的聚乙烯醇以及作為溶劑的水共同 組成，該莫來石纖維的單根纖維直徑分布在lym 500 ym之間，長徑比大于10，該硅酸鋁 纖維的單根纖維直徑也分布在lym 500 ym之間，長徑比也大于10，成為陶瓷纖維漿料；過濾膜層制膜在由所述陶瓷纖維過渡層構(gòu)成的陶瓷纖維坯膜上，該過渡膜層由作為陶 瓷粉料的莫來石粉、作為粘結(jié)劑的高嶺土以及作為溶劑的水構(gòu)成，成為過濾膜漿料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉塵過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱表面膜而提出的 制法，其特征在于，依次含有以下步驟步驟(1).把質(zhì)量為lg，直徑分布在1 P m 500 y m之間，長徑比大于10的莫來石纖維 棉和質(zhì)量為lg，直徑分布在lPm 500iim之間，長徑比大于10的硅酸鋁纖維棉加入燒杯 中，再加入2g聚乙烯醇和適量的水，加熱煮沸并同時攪拌，直到所述莫來石纖維分散均勻 且使陶瓷纖維漿料中莫來石纖維質(zhì)量分數(shù)達到10%，得到10g重的所述陶瓷纖維膜漿料；步驟(2).把質(zhì)量為9g，粒徑為20 y m的莫來石粉和質(zhì)量為lg的高嶺土在35ml去離子 水中磁力攪拌分散，得到45g過濾膜漿料，其中莫來石粉的質(zhì)量百分數(shù)為20% ；步驟(3).把步驟(1)制得的莫來石纖維和硅酸鋁纖維混合漿料在所述碳化硅多孔陶 瓷支撐體上用流延法制備成陶瓷纖維坯膜，再在110°C下烘干；然后在所述陶瓷纖維坯膜上利用步驟(2)得到的過濾膜漿料采用流延法制成過濾膜，再在110°C下烘干；最后把具有 所述雙層非對稱表面膜的碳化硅多孔陶瓷支撐體在1280°C下燒結(jié)3小時。
5.粉塵過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱表面膜，其特征在于，是一種潔凈煤發(fā)電 系統(tǒng)中用于粉塵過濾的多孔陶瓷過濾管內(nèi)附在多孔陶瓷支撐體層外面的一種雙層非對稱 表面膜，含有陶瓷纖維過渡層和過濾膜層，其中陶瓷纖維過渡層，涂覆在所述多孔陶瓷支撐體上，該陶瓷纖維過渡層由作為陶瓷纖維 的莫來石纖維和硅酸鋁纖維混合而成的混合纖維構(gòu)成，該莫來石纖維和硅酸鋁纖維的質(zhì)量 分別為lg和2g，直徑分布均在1 y m 500 y m之間，而且長徑比大于10，作為分散劑的羧 甲基纖維素鈉以及作為溶劑的水構(gòu)成，形成陶瓷纖維水漿料，過濾膜層制膜在由所述陶瓷 纖維過渡層構(gòu)成的陶瓷纖維坯膜上，該過濾膜層由作為陶瓷粉料的氧化鋁粉和作為粘結(jié)劑 的高嶺土粉以及作為溶劑的水構(gòu)成，成為過濾膜漿料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉塵過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱表面膜而提出的 制法，其特征在于，依次含有以下步驟步驟(1).把作為陶瓷纖維的莫來石纖維和硅酸鋁纖維構(gòu)成的混合纖維、作為分散劑 的羧甲基纖維素鈉一起加入燒杯，其中，莫來石纖維和硅酸鋁纖維的直徑分布均在1 P m 500 y m之間，長徑比均大于10，莫來石纖維的質(zhì)量為lg，硅酸鋁纖維的質(zhì)量為2g，然后加入 2. 2g羧甲基纖維素鈉和足量的水，加熱煮沸并同時攪拌，直到莫來石纖維分散均勻且使陶 瓷纖維漿料中莫來石纖維質(zhì)量分數(shù)達到15%，得到21. 3g所述陶瓷纖維膜漿料；步驟⑵.把9g粒徑12 y m的氧化鋁粉和lg高嶺土在35ml去離子水中磁力攪拌均勻， 得到45g過濾膜漿料，其中氧化鋁粉的質(zhì)量百分數(shù)為20% ；步驟(3).把步驟(1)得到的陶瓷纖維膜漿料在碳化硅多孔陶瓷支撐體上用流延法制 備出陶瓷纖維坯膜，在110°C下烘干，再把步驟(2)得到的過濾膜漿料在該陶瓷纖維坯膜上 用流延法制備出過濾膜，在110°C下烘干后，最后把具有該雙層非對稱表面膜的多孔陶瓷過 濾管在1280°C下燒結(jié)3小時。
全文摘要
粉塵過濾用多孔陶瓷過濾管的雙層非對稱表面膜及制法屬于多孔陶瓷過濾管制造技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，把陶瓷纖維制成纖維膜漿料，在具有孔徑大于表面膜粉料粒徑的支撐體表面制備出設(shè)定厚度的陶瓷纖維過濾膜，烘干后，再在此陶瓷纖維膜外面制備出具有過濾作用的過濾膜并高溫?zé)Y(jié)。本發(fā)明制備出的雙層非對稱表面膜與傳統(tǒng)的單層顆粒表面膜相比，具有可以有效降低過濾管的過濾壓降，從而延長過濾管的使用壽命的優(yōu)點。
文檔編號B01D69/12GK101954246SQ20101026554
公開日2011年1月26日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者李俊峰, 李建保, 林紅 申請人:清華大學(xué)