兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法 【技术领域】
本发明提供一种兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法，属于多孔陶瓷的制备技术领域。
背景技术
高温煤气净化主要包括脱硫和除尘两部分，按照常规的净化工艺，脱硫和除尘是独立的单元操作，须分别经各自独立的装置过滤器和脱硫反应器完成。目前已有关于制作多孔陶瓷的技术报道，如：1、专利号为03112045.8的“梯度孔陶瓷过滤元件的制备方法”采用等静压法制备出梯度孔陶瓷过滤元件，具有高温除尘作用，缺点是其陶瓷过滤元件不具有脱硫作用，而且为了便于模具层脱出，所采用的骨料，必须在溶胶中充分混合，然后喷雾造粒，提高骨料的流动性，使制备工艺复杂；2、专利号为200410023972.9的“热气体净化用高温陶瓷过滤元件及其制备方法”缺点是陶瓷过滤元件不具有脱硫作用；3、专利号为200310114505.2的“具有脱硫作用的陶瓷过滤元件的制备工艺”采用注浆法制备陶瓷元件，然后把铁酸锌溶胶涂膜在陶瓷过滤元件上，缺点是使用石膏模具成型，受石膏的引水性的影响，元件的管壁薄，造成陶瓷元件强度低；受料浆脱水收缩的影响，造成陶瓷元件管长短；4、“脱硫除尘一体化梯度孔陶瓷过滤元件的制备方法”采用等静压成型，操作危险，生产周期长，成品率低，不利于工业化生产。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷，工艺简单、生产周期短、成本低、产品性能优良的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法，其技术方案为：
包括配料、坯体成型、涂膜和烧结，其特征在于：(1)配料，将粒度为80～200μm的骨料、高温结合剂、增孔剂、机单体、交联剂和分散剂，按照80～90∶5～10∶0～5∶3～5∶0.1～2∶0.1～5的重量比混合均匀，另加上述重量25～35％的水，真空搅拌30～120min得混合液；(2)坯体成型，在上述获得的混合液中，加入上述原料重量0.1～0.5％的引发剂和0.1～0.5％的催化剂，真空搅拌1～3min形成凝胶，然后注入模具，60～100℃固化8～24h后脱模得到过滤元件坯体，将坯体室温干燥1～3天，然后放入高温炉，升温至1350～1550℃，保温1～8h，即制得陶瓷过滤元件；(3)涂膜，将脱硫剂球磨24～48h制成料浆，采用浸渍-提拉法对陶瓷过滤元件进行脱硫剂的涂膜；(4)烧结，涂膜后的陶瓷过滤元件在800～1200℃下烧结，得到兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件。
所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法，配料工序中，机单体采用丙烯酰胺，交联剂采用N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，引发剂采用过硫酸铵，催化剂采用四甲基乙二胺。
所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法，骨料采用氧化铝或碳化硅。
所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法，高温结合剂由膨润土和滑石组成，两者的质量百分比40～60∶40～60。
所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法，增孔剂为碳黑、木炭中的一种或两者的任意混合物，其粒度为80～200μm。
所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法，脱硫剂为氧化铁或铁酸锌的一种。
所述的兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件的制备方法：分散剂为聚丙烯酸胺、聚乙二醇或聚乙烯醇中的一种。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明采用凝胶注模成型工艺制备坯体，坯体收缩率小，能够制备出4m长的过滤元件，有利于过滤效率的提高。
2、本发明由于涂覆了脱硫剂，制得的陶瓷过滤元件兼有除尘脱硫作用，简化了高温煤气净化工艺。
3、本发明采用二次烧成工艺，因为不用考虑脱硫剂的高温分解，基体烧成中，可以采用较高温度，有利于提高陶瓷过滤元件的强度，抗热振性。
4、本发明工艺简单，安全，设备要求低，成品率高。
【具体实施方式】
实施例1
(1)配料，将粒度为820克80μm的氧化铝、50克滑石、30克膨润土、50克丙烯酰胺、20克N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、50克聚丙烯酸胺、250克水，真空搅拌30min，得混合液；
(2)坯体成型，在上述获得的混合液中，加入1克过硫酸铵，1克四甲基乙二胺，真空搅拌1min形成凝胶，然后注入模具，60℃固化24h后脱模得到过滤元件坯体，将坯体室温干燥3天，然后放入高温炉，升温至1500℃，保温1h，即制得陶瓷过滤元件；
(3)涂膜，将纳米铁酸锌球磨8h制成料浆，采用浸渍-提拉法对陶瓷过滤元件进行脱硫剂的涂膜；
(4)烧结，涂膜后的陶瓷过滤元件在800℃下烧结，得到兼有脱硫性能地陶瓷过滤元件。
实施例2
(1)配料，将粒度为850克100μm的氧化铝、30克滑石、20克膨润土、50克100μm碳黑、30克丙烯酰胺，10克N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，10克聚丙烯酸胺，300克水，真空搅拌120min，得混合液；
(2)坯体成型，在上述获得的混合液中，加入1克过硫酸铵，5克四甲基乙二胺，真空搅拌2min形成凝胶，然后注入模具，80℃固化24h后脱模得到过滤元件坯体，将坯体室温干燥3天，然后放入高温炉，升温至1550℃，保温1h，即制得陶瓷过滤元件；
(3)涂膜，将纳米氧化铁球磨8h制成料浆，采用浸渍-提拉法对陶瓷过滤元件进行脱硫剂的涂膜；
(4)烧结，涂膜后的陶瓷过滤元件在800℃下烧结，得到兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件。
实施例3
(1)配料，将粒度为900克150μm的碳化硅、30克滑石、20克膨润土、30克丙烯酰胺、10克N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、10克聚乙二醇、250克水，真空搅拌60min，得混合液；
(2)坯体成型，在上述获得的混合液中，加入3克过硫酸铵，5克四甲基乙二胺，真空搅拌3min形成凝胶，然后注入模具，100℃固化8h后脱模得到过滤元件坯体，将坯体室温干燥3天，然后放入高温炉，升温至1500℃，保温1h，即制得陶瓷过滤元件；
(3)涂膜，将铁酸锌球磨24h制成料浆，采用浸渍-提拉法对陶瓷过滤元件进行脱硫剂的涂膜；
(4)烧结，涂膜后的陶瓷过滤元件在1200℃下烧结，得到兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件。
实施例4
(1)配料，将粒度为800克200μm的碳化硅、50克滑石、50克膨润土、50克100μm碳黑、48克丙烯酰胺，1克N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，1克聚乙烯醇，300克水，真空搅拌120min，得混合液；
(2)坯体成型，在上述获得的混合液中，加入3克过硫酸铵，3克四甲基乙二胺，真空搅拌1min形成凝胶，然后注入模具，80℃固化24h后脱模得到过滤元件坯体，将坯体室温干燥2天，然后放入高温炉，升温至1450℃，保温1h，即制得陶瓷过滤元件；
(3)涂膜，将氧化铁球磨8h制成料浆，采用浸渍-提拉法对陶瓷过滤元件进行脱硫剂的涂膜；
(4)烧结，涂膜后的陶瓷过滤元件在900℃下烧结，得到兼有脱硫性能的陶瓷过滤元件。