一种高温气体过滤器支撑体及其制备方法 【技术领域】
本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种高温气体过滤器支撑体及其制备方法。
背景技术
本发明是开发一种可用于冶金、化工、电力、垃圾焚烧等领域的高温含尘气体过滤器支撑体及其制备方法。该支撑体与覆盖其上的耐火纤维过滤膜层组合构成了高温气体过滤器的过滤元件，支撑体的性能优劣决定着过滤元件及过滤器的应用性能及使用寿命，因此支撑体应具有较高的强度，优良的耐高温、抗热震及透气性能。
自上世纪70年代，美国、日本等发达国家开展了对800～1000℃高温含尘气体净化和除尘地技术研究。我国自上世纪90年代开始进行高温气体净化和除尘方面的技术研究与应用，主要是对温度400～1000℃高温烟气的净化收尘。目前国内外在高温气体过滤器的陶瓷过滤元件方面存在着一些需要解决的问题：如陶瓷过滤元件的强度较低，经受反向清灰高压气体瞬间作用时开裂；耐火性能较差，难于应用在1000℃以上的高温作业条件；透气性较差，高温含尘气体处理量较低；对粒径＜5μm尘粒的捕收性能差。其中涉及过滤元件的支撑体需要解决的问题主要为支撑体的强度、耐火性能、透气性及抗热震性能。目前支撑体或多孔过滤器的材质主要有刚玉、碳化硅、硅线石、莫来石、堇青石等。
本专利采用多种耐火陶瓷原料及注浆成型法制备支撑体，经高温烧结后的支撑体可应用于1000℃以上高温含尘气体的净化处理，并具有高强度、高耐火性能、高透气性及优良的抗热震性能。本专利可为我国冶金、化工、电力、垃圾焚烧等领域应用的高温含尘气体过滤器提供一种新型耐火材料支撑体。
【发明内容】
本发明的目的在于上述现有技术中的不足，提供一种高强度、高耐火性能、高透气性及优良抗热震性能的高温气体过滤器支撑体及其制备方法。
本发明的技术方案与技术特征为：
本发明为一种高温气体过滤器支撑体及其制备方法，其特征在于该支撑体所用原料以及原料的重量百分比为：堇青石颗粒料48～54％，莫来石颗粒料28～34％，球粘土细粉料10～19％，晶质纤维2～5％，有机纤维1～2％(外加)。该支撑体制备包括以下步骤：浆料制备；坯体成型；坯体的干燥与烧成。
堇青石颗粒料的粒径为0.074～0.088mm，堇青石颗粒料纯度的重量百分比为：堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)≥90％。
莫来石颗粒料的粒径为0.074～0.088mm，莫来石颗粒料纯度的重量百分比为：莫来石(3Al2O3·2SiO2)≥90％。
球粘土细粉料的粒径≤0.01mm，球粘土细粉料纯度的重量百分比为：高岭石(2Al2O3·2SiO2·2H2O)≥88％。
晶质纤维为氧化铝晶质纤维或莫来石晶质纤维，晶质纤维的直径≥0.003mm，晶质纤维的长度为2～3mm。
有机纤维为聚丙烯、聚丙烯腈、聚酯的短纤维，短纤维的直径≥0.020mm，短纤维的长度为2～3mm。
支撑体的浆料制备方法：将堇青石颗粒料、莫来石颗粒料、球粘土细粉料进行干混1～2分钟，然后加入适量水湿混3～5分钟形成浆料，之后在不断搅拌浆料状态下逐步加入晶质纤维与有机纤维，继续搅拌混合3～5分钟。在搅拌混合过程中可加入适量分散剂，以促进晶质纤维与有机纤维均匀分散在浆料中。
支撑体的坯体成型方法：将上述混合均匀的浆料进行真空脱气处理，将脱气处理后的浆料倒入石膏模中注浆成型，脱模后获得空心管状支撑体湿坯体。
支撑体的坯体干燥方法：将支撑体湿坯体在20℃室温干燥24小时，之后在60℃～70℃干燥5小时，最后经70℃～100℃干燥5小时获得供烧成的支撑体坯体。
支撑体的坯体烧成方法：干燥后的支撑体坯体经1300～1350℃高温烧成，保温1～3小时后获得高温气体过滤器支撑体。
【具体实施方式】
实施例1
支撑体所用原料以及原料的重量百分比为：0.074～0.088mm堇青石颗粒料48％，0.074～0.088mm莫来石颗粒料34％，≤0.01mm球粘土细粉料15％，晶质纤维3％，有机纤维1％(外加)。将堇青石颗粒料、莫来石颗粒料、球粘土细粉料进行干混1分钟，然后加入适量水湿混5分钟形成浆料，之后在不断搅拌浆料状态下逐步加入晶质纤维与有机纤维，继续搅拌混合5分钟。将浆料经真空脱气处理后倒入石膏模中注浆成型，脱模后获得空心管状支撑体湿坯体。将支撑体湿坯体在20℃室温干燥24小时，之后在60℃干燥5小时，最后经100℃干燥5小时。干燥后支撑体坯体经1300℃高温烧成，保温2小时后获得高温气体过滤器支撑体。
该支撑体的显气孔率为43.2％；抗张强度为20.2MPa；1100℃～室温气冷，经循环15次后未出现开裂。
实施例2
支撑体所用原料以及原料的重量百分比为：0.074～0.088mm堇青石颗粒料54％，0.074～0.088mm莫来石颗粒料28％，≤0.01mm球粘土细粉料14％，晶质纤维4％，有机纤维1％(外加)。将堇青石颗粒料、莫来石颗粒料、球粘土细粉料进行干混1分钟，然后加入适量水湿混5分钟形成浆料，之后在不断搅拌浆料状态下逐步加入晶质纤维与有机纤维，继续搅拌混合5分钟。将浆料经真空脱气处理后倒入石膏模中注浆成型，脱模后获得空心管状支撑体湿坯体。将支撑体湿坯体在20℃室温干燥24小时，之后在60℃干燥5小时，最后经100℃干燥5小时。干燥后支撑体坯体经1300℃高温烧成，保温2小时后获得高温气体过滤器支撑体。
该支撑体的显气孔率为43.6％；抗张强度为20.6MPa；1100℃～室温气冷，经循环15次后未出现开裂。