[发明专利]一种用于高温除尘的新型陶瓷过滤层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是利用赤泥和红柱石为主要原料制备的两种陶瓷滤料构筑的新型过滤层（床）的制备方法，用于高温烟气的过滤除尘，属于环保和新材料领域。

背景技术

颗粒床过滤除尘器在去除钢铁、冶金、电力和建材等工业产生的高温烟气的粉尘方面具有独特的优势。其除尘原理是：过滤层（床）由粗而轻（上层）和细而重（下层）的双层滤料组成。过滤时，含尘的高温烟气自上而下穿过滤层。先经过较粗较轻颗粒的上层滤料，截留气体中的绝大部分粉尘，再经过较细较重颗粒的滤料下层，截获漏过上滤层的微细粉尘。这种粗细轻重不同的两层梯级过滤，可同时获得较高的过滤效率和低压降。为了在反吹后过滤层仍然稳定保持上粗下细的两层结构，有必要使用两种密度不同的滤料来构筑过滤层（床）。

目前颗粒床过滤除尘器所用的双层滤料，一般上层是膨胀珍珠岩，下层是海砂或石英砂。也有的使用不同类型和粒径的矿渣或碎石或砾石作为滤料。中国发明专利《一种颗粒床气体过滤装置及其过滤除尘方法》（CN102019118A）采用1~1.5mm的膨胀珍珠岩、150～200目及0.3~0.5mm的石英砂作为过滤层；《双层滤料颗粒床过滤除尘新方法的研究》一文中采用的上下层滤料分别为，粒径为2～5mm的膨胀珍珠岩和粒径为0.5～1mm的海砂（杨国华等，动力工程，2005(6)，891-894）；《双滤层颗粒床高温除尘器在铝合金熔炼烟气除尘上的应用》一文中采用的上下层滤料分别为，粒径为2～5mm，容重为70kg/m³的膨胀珍珠岩和粒径为0.5～1mm，容重为1400kg/m³的石英砂（王兴云等，Lw2010铝型材技术(国际)论坛文集，2010，132-134）；《The influence of granular flow rate on the performance of a moving bed granular filter》一文中介绍了一种用碎石和石英砂作为滤料的过滤层（Ibrahim A. El-Hedok et al，Powder Technology，2011(214)，69-76）。美国发明专利《METHOD OF RECOVERING FUEI FROM COAL ASH 》（US4657501）公开的是用砂和砾石作为颗粒层滤料。上述天然滤料构筑的过滤层在实际使用过程，特别是反吹过程中，强度较低容易掉粉，而且其比重和孔隙率等调节范围较小，容易混层，从而严重影响高温烟气的粉尘过滤效果。

发明内容：

本发明的目的是提供一种用于高温除尘的新型陶瓷过滤层的制备方法，该过滤层在高温环境使用过程中强度高，不易掉粉。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是，一种用于高温除尘的新型陶瓷过滤层的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

1）利用赤泥为主要原料制备轻质陶瓷滤料，

①.原料配料：将原料按以下重量百分数称量配比：赤泥60-80%、钾长石8-20%、钠长石2-8%、高岭土10-20%；外加成孔剂，成孔剂的加入量为赤泥、钾长石、钠长石和高岭土总质量的15-30%，所述成孔剂为煤粉或石墨； 

②.破碎混合：将上述原料以球磨机分别干磨3~10小时，其中赤泥、钾长石、钠长石和高岭土过250目，成孔剂过180目，然后在混料机中混合得到坯料，备用；

③.成球干燥：将坯料和水逐步放入成球机中成球：先喷少量的水在成球机的坯料中，形成直径0.2~0.5mm的球核，然后交替放入坯料和水（即坯料、和水交替放入），坯球逐步长大，形成直径3~6mm的坯球；水的加入总量为坯料总质量的6-8%；生产的坯球放入80~120℃的热风干燥器中干燥12~24小时；

④.烧成滤料：干燥后的坯球放入隧道窑或梭式窑中，于1120~1200℃烧成（升温速率3~5℃/min，烧制时间10~15h），得到耐磨不掉粉的直径2.5~5.2mm轻质陶瓷滤料（赤泥轻质滤料）（显气孔率60%~70%、密度0.5~0.9 g/cm³、压碎强度5~13MPa）；

2）利用红柱石制备重质陶瓷滤料，

①原料配料：将原料按以下重量百分数称量配比：红柱石50~70%、钾长石8~15%、钠长石5~20%、铝矾土15~30%、硼砂2~10%； 

②.破碎混合：将上述原料以球磨机分别干磨6~24小时，过250目，然后在混料机中混合得到坯料，备用；