[发明专利]一种高温含尘气体分离多孔材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高温含尘气体分离多孔镍基合金材料的制备方法。本发明的制备方法主要是，（1）粉末配混：将质量百分数分别为53‑79.5、15‑25、5‑20和0.5‑2的高纯Ni、Cr、Al、Y元素粉末充分混合；（2）冷压成型：将混合粉料造粒、干燥，经冷压成型生坯；（3）将生坯在真空烧结炉中进行四阶段烧结。本发明采用元素粉末真空烧结反应合成制备的Ni‑Cr‑Al‑Y多孔合金，内部孔隙丰富均匀，开孔隙率高，过滤效率高，且具有优良的耐高温、抗氧化、抗热震和耐腐蚀性能，机械强度高、可焊接，加工方便。本发明在提高过滤精度和保证过滤稳定性的同时有效延长过滤元件的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种多孔材料的制备方法，具体涉及通过元素粉末真空烧结反应合成一种高温含尘气体分离多孔镍基合金材料的制备方法，属于大气污染治理除尘技术领域。

背景技术

高温气体过滤除尘技术可以最大程度地利用气体的物理显热、化学潜热，提高能源利用率，简化工艺过程，节省设备投资；同时，也避免了对烟气进行冷却处理和再湿法除尘所带来的二次水污染。因此，合理利用该技术具有十分巨大的经济价值和社会效益。高温过滤器一般采用脉冲反吹清灰的方式来实现过滤元件的循环再生，必须要满足以下三方面的性能要求：(1)良好的抗热震性和机械强度。反吹清灰时由于反吹气体的温度要低于过滤气体的温度，过滤器承受急热急冷而产生的应力，故要求具有优良的抗热震性和机械强度。(2)滤过性能好。过滤器的压降主要取决于滤管的压降，故要求滤管具有良好的滤过性能。(3)良好的耐高温和耐腐蚀性能。过滤器一般在高温(800-1100℃)、高压(1.0-3.0MPa)、强酸、含水汽、含氧等环境下长期工作，其工况条件十分恶劣，故要求具有优良的耐高温和耐腐蚀性能。袋式除尘器因其高效除尘的特点而成为应用最广泛的过滤除尘器。如发明专利CN105080222A公布了一种布袋除尘器预除尘降温装置，该装置在预除尘器箱体内部设有降温水管，大大降低了烟气的温度，减少了大颗粒粉尘或石子进入布袋除尘器，在一定程度上延长了布袋的使用期限。然而，由于涤纶、纤维等布袋材质在强腐蚀性的含尘气体中容易发生热缩、降解、氧化等现象，造成过滤精度的降低并降低其使用寿命。随着工业技术的发展，气体过滤除尘技术面临更高的工作温度、更强的腐蚀介质、更快的过滤速度和更高的过滤效率，而市面上在用的过滤器大多存在抗高温氧化性能差、耐腐蚀性能不足、连接性能差、抗热震性差或机械强度低等问题，开发一种高过滤精度和使用寿命长的高温过滤器很有必要。

高温过滤器被公认为最具发展潜力的一种新型高温除尘技术。高温滤材主要有多孔金属和微孔陶瓷两类刚性过滤材料。发明专利CN102895809A公布了一种陶瓷过滤装置及其制备方法，其陶瓷过滤装置中的过滤材料是由松散的陶瓷微球颗粒构成，单个陶瓷微球颗粒具有相互连通的气孔结构，其球形的颗粒结构具有良好的结构稳定性，避免了现有多孔陶瓷材料机械强度不高、难以加工、容易产生裂纹的缺点。陶瓷过滤器可耐温至1000℃左右，并且耐腐蚀性能良好，但在其高温气体分离过程中需要周期性的反吹振动，陶瓷自身的热脆性加之抗热振性和压力冲击强度较差，无法保证多孔滤材在使用过程中的可靠性。

高温除尘技术开发研究必须以高起点求得化学工业及其它多种工业领域的高效益、低能耗和低/无三废的排放，达到节能，环保，并极大地简化工艺流程，减少粉尘对设备地磨损，从而延长设备寿命的目的。本发明利用元素粉末真空烧结反应合成制备的Ni-Cr-Al-Y多孔合金，内部孔隙丰富均匀，开孔隙率高，提高了过滤效率；耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优良性能，保证了过滤的稳定性；抗热震性能良好、机械强度高、可焊接，加工方便。本发明在提高过滤精度和保证过滤稳定性的同时有效延长过滤元件的使用寿命。

发明内容

本发明公开了一种高温含尘气体分离多孔材料的制备方法，其具体制备方法包括以下步骤：

(1)粉末配制：将Ni、Cr、Al、Y四种元素粉末按一定比例配好，其中Cr、Al、Y粉共占总含量的20.5-47wt％；