發(fā)布時間：2017-04-21 08:18

  本文關鍵詞：高溫除塵用復合碳化硅多孔陶瓷制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高溫過濾除塵系統(tǒng)是低碳環(huán)保的整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)、殼牌煤氣化技術等潔凈煤技術的關鍵子系統(tǒng)。多孔陶瓷管是該除塵系統(tǒng)的核心除塵部件,常見的有簡單均質(zhì)結(jié)構(gòu)和非對稱結(jié)構(gòu)。多孔陶瓷管的機械性能和孔隙結(jié)構(gòu)直接決定著除塵系統(tǒng)的使用壽命、過濾效率和過濾精度。 本文利用原位反應結(jié)合技術分別制備并研究了二氧化硅、莫來石、堇青石結(jié)合碳化硅多孔復合陶瓷。以制備高強度和高氣孔率的碳化硅多孔陶瓷支撐體和可應用于對過濾管的過濾膜涂覆技術為研究目標。系統(tǒng)探究了碳化硅顆粒大小、燒成溫度、干壓成型壓力和造孔劑(石墨)含量對復合碳化硅陶瓷的氧化結(jié)合性能、物相組成(XRD)、微觀結(jié)構(gòu)(FESEM)和孔徑分布(壓汞儀)的影響。并對抗彎強度(三點彎曲法)與氣孔率(阿基米德排水法)的關系進行了深入探討。得到了可同時提高坯體孔隙率和機械性能的工藝方案。研究表明：以平均粒徑為23μm碳化硅粉料,亞微米級氧化鎂、氫氧化鋁和石墨為原料,成功制備出了堇青石-莫來石結(jié)合碳化硅復合多孔陶瓷。當加入30wt%石墨時,在1400℃燒結(jié)并保溫3h后,堇青石-莫來石結(jié)合碳化硅多孔陶瓷的氣孔率為42.11%相應的抗彎強度為41.29MPa。 本文設計了在過濾膜與支撐體之間含有纖維過渡層非對稱結(jié)構(gòu)過濾管。通過對纖維漿料的處理和選擇合適的涂膜液,利用空氣噴涂技術實現(xiàn)了對過濾管的纖維過渡層和陶瓷分離膜的完整均勻涂覆。支撐體干壓成型后,在1000-1200℃預燒結(jié)。在支撐體上利用空氣噴涂技術均勻涂覆一層或幾層莫來石纖維、硅酸鋁纖維和陶瓷粘結(jié)劑的混合料,干燥后在其表面上連續(xù)噴涂幾層過濾膜,最后將制得的碳化硅膜材料在干燥后在空氣氣氛中進行燒結(jié),即可得高溫過濾用復合碳化硅多孔過濾膜材料。本方法可以制備完整均勻,厚度可控纖維過渡層和過濾膜,采用空氣噴涂技術,即降低了成本又提高了效率,同時采用預燒結(jié),可以降低能耗,而在纖維漿料中加入了合適的粘結(jié)劑,提高了支撐體、纖維層、過濾膜三者結(jié)合強度。
【關鍵詞】：碳化硅多孔陶瓷 氣孔率 原位反應結(jié)合 過濾膜 高溫除塵 過濾管
【學位授予單位】：海南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TQ174.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 導論9-21
• 1.1 高溫除塵用凈化裝置的主要應用領域9-14
• 1.1.1 潔凈煤技術9-14
• 1.1.2 其它粉體工業(yè)中的顆�；厥蘸蜌怏w凈化14
• 1.2 多孔陶瓷膜材料的研究現(xiàn)狀及趨勢14-16
• 1.3 復合碳化硅多孔陶瓷材料概述16-21
• 2 研究內(nèi)容和實驗方法21-27
• 2.1 課題研究背景及意義21-22
• 2.2 課題主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點22-23
• 2.3 材料及儀器設備23-27
• 2.3.1 實驗材料23-24
• 2.3.2 儀器設備及其用途24-25
• 2.3.3 性能表征25-27
• 3 均質(zhì)結(jié)構(gòu)的過濾材料27-43
• 3.1 SiO_2結(jié)合碳化硅多孔陶瓷27-31
• 3.1.1 原理27
• 3.1.2 制備方法27-28
• 3.1.3 微觀結(jié)構(gòu)表征28-29
• 3.1.4 物相組成分析29
• 3.1.5 顯氣孔率的影響因素29-30
• 3.1.6 高溫氧化行為30-31
• 3.2 莫來石結(jié)合碳化硅多孔陶瓷31-36
• 3.2.1 原理31
• 3.2.2 制備方法31-32
• 3.2.3 物相組成與微觀結(jié)構(gòu)表征32-34
• 3.2.4 造孔劑含量對氣孔率和強度影響34
• 3.2.5 粒徑對微觀結(jié)構(gòu)影響34-35
• 3.2.6 粒徑對高溫氧化行為與孔徑分布的影響35-36
• 3.3 堇青石結(jié)合碳化硅多孔陶瓷36-39
• 3.3.1 原理36
• 3.3.2 合成方法36-37
• 3.3.3 微觀結(jié)構(gòu)表征37
• 3.3.4 物相組成分析37-38
• 3.3.5 造孔劑含量對氣孔率和抗彎強度的影響38-39
• 3.4 堇青石-莫來石結(jié)合碳化硅多孔陶瓷39-43
• 3.4.1 制備方法39
• 3.4.2 微觀結(jié)構(gòu)與孔徑分布的表征39-40
• 3.4.3 物相組成分析40-42
• 3.4.4 造孔劑含量對顯氣孔率與抗彎強度的影響42-43
• 4 非對稱結(jié)構(gòu)的過濾膜材料43-54
• 4.1 非對稱結(jié)構(gòu)過濾膜材料的設計43
• 4.2 支撐體的制備43-46
• 4.2.1 粘結(jié)劑的配制43-44
• 4.2.2 三層包覆技術在批量制備支撐體的應用44-46
• 4.3 空氣噴涂技術涂覆纖維過渡層46-48
• 4.4 空氣噴涂技術涂覆陶瓷過濾膜48-51
• 4.4.1 過濾膜的涂覆工藝48
• 4.4.2 過濾膜的物相分析48-49
• 4.4.3 過濾膜的微觀形貌分析49-51
• 4.5 過濾管的制備與性能研究51-54
• 4.5.1 1500mm陶瓷過濾管制備工藝簡介51
• 4.5.2 高溫除塵用復合碳化硅質(zhì)過濾管工程應用51-54
• 5 討論與結(jié)論54-57
• 5.1 討論54-55
• 5.1.1 碳化硅多孔陶瓷氣孔率與強度的關系54-55
• 5.2 結(jié)論55-56
• 5.3 展望56-57
• 參考文獻57-62
• 附錄62-63
• 致謝63

【參考文獻】

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本文編號：319939