高温烟气过滤管的研制

吕建新

（江苏省宜兴非金属化工机械厂有限公司，宜兴214221）

0 引言

近几年来，国内陆续引进荷兰壳牌公司的煤气化过滤装置20多套，其核心过滤元件陶瓷膜过滤管全部由德国波尔公司提供，该系统内工作压力3.5～4MPa，瞬间反冲压力7～8 MPa，工作温度 500～600℃，要求过滤管强度≥20 Mpa，阻力降≤3.6kpa（流速360m/s），热稳定性好，过滤精度≤0.5um。由于使用条件苛刻、指标要求高，目前国内壳牌装置全部进口德国波尔公司生产的烟气过滤管，该产品市场价格昂贵、制作周期长（一般为6个月），已无法满足客户需求。针对以上情况,利用SiC强度高、热稳定性好、膨胀系数低的特点，研究一种碳化硅烟气管的制备方法。该产品具有成本低（为德国管的1/3），制作周期短，主要技术指标尤其是阻力降低、O型环强度高等优点，产品在壳牌装置中试用，完全能够满足工况要求，已经通过国家863项目鉴定。

1 试验过程

1.1 原料

试验原料：基体主要原料为碳化硅颗粒，膜原料为莫来石颗粒，原料的理化性能见表1。

1.2 配方组成见表2、表3。

表1 原料的理化性能

表2 基体配方组成（%）

表3 膜配方组成

1.3 工艺流程及工艺参数

1.3.1 工艺流程图（见图1）

1.3.2 主要工艺参数

坯体水份：12%～15%，干燥水份＜2%，坯体挤出压力＞8Mpa，烧成温度：1 420～1 450℃。

图1 工艺流程图

1.4 性能测试及分析调整

1.4.1 性能测试数据见表4

表4 产品主要性能测试表

1.4.2性能测试

用强度仪测试其O型环强度，用煮沸法测定其气孔率及体积密度，用电炉按测试标准重复测定其热稳定性，用阻力率测试仪测定阻力降。

1.4.3数据分析调整

从表4发现，2#配方产品的O型环强度、热稳定性、气孔率都要高于德国管，阻力降低于德国管。调整方向：基体配方在2#基础上微调如表5。

表5 产品配方（%）

按工艺流程图1测定4#配方性能数据见表6。

从表6发现：随着粘结剂的减少，造孔剂的增加，O型环强度呈下降趋势，而产品气孔率有明显增加，最终使产品的阻力降呈明显下降的良好态势。

2 试验结果分析

2.1 试验管与德国管电镜对比见图2。

从图2电镜图片发现：试验管颗粒颈部连接呈微熔状态，强度要高于德国管，气孔率、表面孔径分布状态均要优于德国管。

2.2 试验管与德国管阻力降测试见图3。

表6 产品主要性能

图2 德国管（上）、试验管（下）

图3 试验管与德国管阻力降测试

从图3发现：试验管阻力降比德国管下降了30%左右，提高了过滤通量，增加了工效。

3 结论

研发产品与德国管相比，该产品具有强度高、气孔率大、孔径分布均匀、阻力降小、热稳定性好等优点，在长度、工作温度、孔隙率、出口含尘浓度和分离效率等指标上达到国外同类产品水平。经壳牌装置试用，运行良好，完全能满足工况要求。

[1]钦征骑.新型陶瓷材料手册[M].北京:江苏科技出版社.

[2]李世普.特种陶瓷工艺学[M].武汉:武汉理工大学出版社.

[3]殷保华等.功能陶瓷概论[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.

[4]曹茂盛等.材料合成与制备方法[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.