高溫?zé)煔獬龎m用復(fù)合型陶瓷過濾材料的制備及其性能研究.pdf

1、由于燃煤電廠排放大量可吸入顆粒物和重金屬的高溫?zé)煔?，針對日益嚴重的高溫?zé)煔馕廴締栴}，常規(guī)的除塵方法必須經(jīng)降溫冷卻處理后，才能夠進行除塵凈化處理。且煙氣在經(jīng)過降溫冷卻處理階段，損失了大量的能量，熱利用率較低，耗能巨大，而且對細顆粒的脫除效果不好，不能滿足目前日趨嚴格的環(huán)保要求，必須尋找脫除細微飛灰的新方法，研究脫除的新機理。利用多孔陶瓷除去可吸入顆粒物及其重金屬等有毒物質(zhì)的過濾方法愈來愈受到人們的重視。多孔陶瓷由于其具有耐高溫、高壓、抗酸

2、堿腐蝕性能、熱穩(wěn)定性好、過濾效率高、使用壽命長等特點而得到廣泛應(yīng)用。但是其致命缺點是性脆，強度小，力學(xué)性能差。針對此問題，本課題采用陶瓷纖維制品和氧化鋯增韌陶瓷基體的多孔陶瓷過濾材料是值得探索研究開發(fā)的課題，對高溫環(huán)境下除塵技術(shù)發(fā)展和增韌新型復(fù)合陶瓷過濾材料的發(fā)展具有實用價值和工程指導(dǎo)意義。
　　 首先，本課題采用冷態(tài)實驗法模擬實際工況環(huán)境，對疊加和縫制方式下不同厚度的陶瓷纖維制品進行了過濾性能測試，得到在潔凈狀態(tài)下的陶瓷纖維制

3、品過濾阻力與過濾風(fēng)速近似呈一次方線性變化規(guī)律，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)得到擬合曲線；通過對陶瓷纖維制品過濾效率的測試，總體滿足高溫除塵技術(shù)的要求，但是部分過濾效果不是很好，測得個別實驗值計算為負，分析其原因是由于陶瓷纖維制品內(nèi)部含有結(jié)晶微粒和微細纖維，故在使用前需要進行預(yù)處理。
　　 其次，利用陶瓷纖維制品增強方法和氧化鋯的相變增韌機理，采用注漿覆膜涂抹法，通過不同的試樣配比、試驗工藝和燒成制度制得陶瓷纖維制品和氧化鋯增韌氧化鋁、氧化硅和

4、高嶺土陶瓷基體的高溫除塵用復(fù)合型多孔陶瓷過濾材料試樣。
　　 再次，對氧化硅、氧化鋁、氧化鋯和高嶺土4種陶瓷粉料進行基本性能測試，得到其平均粒徑，化學(xué)含量和粒徑分布；通過對陶瓷燒結(jié)坯體的TG、DTA、DTG和DSC等綜合熱分析測試，得到試樣受熱變化的各種熱分析數(shù)據(jù)，為確定燒成制度提供了依據(jù)；通過對燒結(jié)體的XRD測試，得到4種陶瓷粉料的化學(xué)組成和物相分布，測試得到部分試樣中發(fā)生了氧化鋯的馬氏體相變，即氧化鋯相變增韌陶瓷基體的變化；

5、通過對燒結(jié)體的SEM顯微形貌觀察，分析所制得的復(fù)合型陶瓷過濾材料具有豐富的氣孔，但在高溫?zé)Y(jié)過程中部分陶瓷粉料和過量粘結(jié)劑熔融成液相填充了骨料之間孔隙，應(yīng)當(dāng)避免堵塞已形成的氣孔；通過對燒結(jié)體吸水率、氣孔率和體積密度的測試，得到燒結(jié)體試樣體積密度較小，范圍為1.0094～1.8255g/cm3；燒結(jié)體試樣的吸水率范圍主要為20～60％，試樣氣孔率范圍主要為30％～70％；通過對燒結(jié)體強度的測試發(fā)現(xiàn)，抗彎強度達到3.5MPa，抗壓強度達到1

6、6MPa，隨著燒結(jié)時間的延長，抗彎強度有所增加，抗壓強度顯著提高；通過對試樣烘干和燒結(jié)的線變化率測試，總體表現(xiàn)為長度、寬度方向收縮和厚度方向膨脹；通過對燒結(jié)坯體燒結(jié)后表觀密度測試，得到表觀密度范圍在0.34～0.84g/cm3；隨著燒成溫度的升高和保溫時間的延長，試樣的氣孔率呈逐漸下降的趨勢。隨著高溫粘結(jié)劑加入量的增加，陶瓷燒結(jié)體的強度緩慢增加，氣孔損失增大，氣孔率減少。
　　 最后，采用冷態(tài)實驗法對復(fù)合型陶瓷過濾材料進行了過濾