一种方形网孔陶瓷规整填料制造技术

本发明专利技术公开了一种方形网孔陶瓷规整填料，它包括上幅板（11）和下幅板（12）以及设置在上幅板和下幅板之间的十字方孔（1），十字方孔周边对称设置有L形方折孔（2），上幅板和下幅板上分别设有与十字方孔相通的内流孔（6）和与L形方折孔相通的外流孔（5），十字方孔孔壁上和L形方折孔孔壁上设置有横流孔（3）和纵流孔（4），并采用重量比高岭土30-40%，煅烧氧化铝20-40%，煤矸石25-30%，增塑剂2-5%，废竹子粉末2-4%，锶-铝合金粉末1-3%的配比将上述原料加入到球磨机内均匀混碾，成型和烘干及高温烧制而成，本发明专利技术不仅提高了填料的抗压强度，再是降低了填料塔的负重，充分利用废旧物品，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种方形网孔陶瓷规整填料
本专利技术涉及化工、硫酸、硝酸、环保和焦化等工业塔设备中传质介质，尤其是涉及工业塔中使用的气液传质高效填料。
技术介绍
化工、硫酸等行业中最常用的气液传质设备是填料塔，其填料是指填充于工业塔内的物料，其填料作用是增大塔内气液的接触面积，使气液相互能充分混合，从而去除气液体中的有害物质。由于工业塔设备是在有酸碱和压力下运行的，因而填料不仅要求应具有较高的结构强度，耐酸碱腐蚀性，而且要较大的比表面积、较高堆积空隙率、较好的气液分布性和操作弹性。目前用于工业塔填料的种类主要有散堆式的瓷球填料和环类填料（如拉西环、阶梯环、异鞍环、鲍尔环多齿环、多孔环等）以及彻筑式的孔板规整填料、丝网波纹填料和陶瓷规整波纹填料。瓷球填料虽然制造方便，结构强度较高，但阻力大，不仅处理效果不高，而且能耗大。环类填料空隙率低，有效面积小，使用周期短，处理效率低。孔板规整填料属于薄壁陶瓷材料制成的框体或箱体式结构，处理效果虽然较好，但为了确保其结构强度，大都在制备的原料中加入了氧化铝（如铝矾土、氧化铝粉、煅烧氧化铝等），使填料中氧化铝含量在40%以上，这就提高了原料成本，增加了烧成能量和矿产资源消耗。陶瓷规整波纹填料虽然体轻堆积空隙大，比表面积较高，但其结构强度较低，容易开裂散落造成通道堵塞，从而会降低处理效率。随着科学技术的不断发展和国家环保执法力度的不断加强，人们对陶瓷规整填料从质量、成本和环保及节约资源等方面综合应用并开发出一些填料产品，但到目前为止，其开发的填料产品使用情况不尽人意。据初步了解，有的厂家采用降低氧化铝加入量，而加入废旧材料（如电厂的粉煤灰、冶炼厂的炉渣和煤矿的煤矸石）经过加工处理后作为制备填料的原料，充分利用其中有效成份，变废为宝，是解决环境污染的有效途径，也可节约大量的铝硅矿物质原料，降低填料制造成本，但在结构形状相同或相近条件下，会降低填料产品的性能指标，尤其是结构强度和气液流动分布指标，使该种填料产品只得在水处理方面进行应用，而在强碱强酸高压的化工工业填料塔中使用受到了一些限制。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术中所存在的问题，提出一种既可充分利用废旧材料，又可确保填料产品性能指标，同时生产出满足填料产品在化工工业填料塔中使用要求的方形网孔陶瓷规整填料。本专利技术为达到上述专利技术目的，同时采取以下技术措施来实现其技术方案：1、技术措施A：采用贮存量大且价廉的煤矸石，为了能充分利用煤矸石废旧材料，又不影响填料的结构强度，选用氧化铝含量为26～36%wt、二氧化硅含量为52～65%wt的黏土类和铝质岩类煤矸石。2、技术措施B：采用废竹子粉末进行填料造出的微孔比用秸秆粉末、树木粉及糠与纤维造出的微孔更细腻均匀，微孔更大更均匀，3、技术措施C：为了确保填料产品的结构强度和气液流动分布性，在制造填料产品的原料中加入少量的锶-铝合金粉末，利用锶-铝合金粉末在加热水解时能形成大量微观形质粒径为1-3μm的氢氧化铝和氢氧化锶叠加团聚颗粒，均匀分散到填料表面和内部基体晶相介面上，使得基体表面形成微粒膜，基体内部组织更细化，不仅可进一步提高填料基体的强度，且可增加基体比表面积，改善气液在基体表面的流动分布性。4、技术措施D：将方形填料内腔设计成内外和上下相互相通的网状结构，使液气流在填料内部呈紊流状态流动，减少气液流动阻力，吸收能力强，降低塔压降，提高气液接触面积，有利于气液交换混合。本专利技术通过上述四项技术措施所形成的技术方案是：所述方形网孔陶瓷规整填料，它包括上幅板和下幅板以及设置在上幅板和下幅板之间的十字方孔，所述十字方孔周边对称设置有L形方折孔，十字方孔中间设置有中心流孔，填料四个角上设置角凹槽，上幅板和下幅板上分别设有与十字方孔相通的内流孔和与L形方折孔相通的外流孔，所述十字方孔孔壁上和L形方折孔孔壁上设置有横流孔和纵流孔，并采用下述方法制备而成：1、按重量比高岭土30-40%，煅烧氧化铝20-40%，煤矸石25-30%，增塑剂2-5%，废竹子粉末2-4%，锶-铝合金粉末1-3%的配比将上述原料加入到球磨机内均匀混碾，所述煤矸石为氧化铝含量为26～36%、二氧化硅含量为52～65%的黏土类和铝质岩类煤矸石，2、混碾后的混合料进行磁化处理，去除其内的三氧化二铁，3、经微震过筛后，再进行喷雾干燥处理得到干粉，4、再将干粉送入成型机挤压成半成品填料，5、将半成品填料送入到烘干房中，加热至260℃，保持1小时进行低温除湿，进行表面烘干定型，6、将定型的填料加热至700℃-800℃，并保温3小时进行煅烧，再加热至1280-1480℃，并保温4小时进行还原，而后随炉冷至常温出炉。本专利技术所述方形网孔陶瓷规整填料经检测后，其物理化学性能各项技术指标是：抗压强度：13-18Mpa吸水率：8-10%耐酸度≥99.8%体积密度：1.5-2.1g/cm3耐碱度≥97.5%堆积空隙率：80-90%热稳定性：在300-20℃实验2-3次，样品无损坏现象。本专利技术经检测化学成分是：名称SiO2AL2O3Fe2O3Na2OK2O3MgoCaO含量60~7525~40≤1.3%＜0.2%＜0.3%≤0.5%≤0.7%本专利技术所述一种方形网孔陶瓷规整填料一是由于加入了黏土岩类和铝质岩类煤矸石，增加了三氧化二铝的含量，使填料中二氧化铝含量达到25-40%，比现有陶瓷填料三氧化二铝含量提高了6-10%，不仅提高了填料的抗压强度；二是煤矸石烧结后，且填料重量比现有的陶瓷填料减轻了3-4%的重量，降低了填料塔的负重；三是方形网孔陶瓷规整填料含铁量≤0.2%，比轻质瓷填料的含铁量降低了2.8-3.8%，因而其耐酸耐碱稳定性提高很大；再是煤矸石具有黏性，提高了产品的粘合塑造性，同时也提高了强度，不易碎；提高了三氧化二铝的含量6-10%,和二氧化硅的含量11-15%.本专利技术所述一种方形网孔陶瓷规整填料加入了废竹子粉末，在烧结时，粉末会化成灰，形成许多的微孔，这个微孔比秸秆粉末、树木粉末、糠等更细腻均匀，微孔径更大，相应减轻了陶瓷的重量，比现有陶瓷填料减轻了7-10%重量。本专利技术所述一种方形网孔陶瓷规整填料，由于采用贮藏量丰富的，价格低，来源广的高岭土、煤矸石、煅烧氧化铝等作为原料进行配制而成，它不仅具有与用高镁质黏土和木屑或树脂以及岩粉配制的陶瓷填料相同的耐急热级冷性，吸附能力和比重轻，且其耐酸耐碱稳定性更好，抗压强度更高等物理化学性能，同时其原材料来源广，特别是其煤矸石；煤矸石是在成煤过程中与煤共同沉积的有机化合物和无机化合物混合在一起的岩石，通常呈薄层和在煤层中或煤层顶、煤层底，是在煤矿建设和煤炭采掘、洗选加工过程中产生的数量较大的矿山固态排弃物。全国累计堆存煤矸石量达到45亿吨，煤矸石其中SiO2为52～65%，Al2O3为26～36%，提高了二氧化硅和三氧化二铝的含量。价格低，烧制时间短，因而其生产成本下降，生产周期缩短，既提高了效率，又充分利用了废旧物料，节约了资源，保护了环境，一种方形网孔陶瓷规整填料，广泛适用于化工、冶金、焦化、环保和医药等行业使用。附图说明图1是本专利技术的主视结构示意图，图2是图1的A-A剖视结构示意图，图3是图2的B-B剖视结构示意图。在图中，1、十字方孔2、L形方折孔3、横流孔4、纵流孔5、外流孔6、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方形网孔陶瓷规整填料，其特征在于：它包括上幅板（11）和下幅板（12）以及设置在上幅板和下幅板之间的十字方孔（1），所述十字方孔周边对称设置有L形方折孔（2），所述上幅板和下幅板上分别设有与十字方孔相通的内流孔（6）和与L形方折孔相通的外流孔（5），十字方孔中间设置有中心流孔（7），填料四个角上设置角凹槽（8），所述十字方孔孔壁上和L形方折孔孔壁上设置有横流孔（3）和纵流孔（4），并采用下述方法步骤制备而成：A、按重量比高岭土30‑40%，煅烧氧化铝20‑40%，煤矸石25‑30%，增塑剂2‑5%，废竹子粉末2‑4%，锶‑铝合金粉末1‑3%的配比将上述原料加入到球磨机内均匀混碾，所述煤矸石为氧化铝含量为26～36%、二氧化硅含量为52～65% 的黏土类和铝质岩类煤矸石， B、混碾后的混合料进行磁化处理，去除其内的三氧化二铁，C、经微震过筛后，再进行喷雾干燥处理得到干粉，D、再将干粉送入成型机挤压成半成品填料，E、将半成品填料送入到烘干房中，加热至260℃，保持1小时进行低温除湿，进行表面烘干定型，F、将定型的填料加热至700℃‑800℃，并保温3小时进行煅烧，再加热至1280‑1480℃，并保温4小时进行还原，而后随炉冷至常温出炉。...

【技术特征摘要】
1.一种方形网孔陶瓷规整填料，其特征在于：它包括上幅板（11）和下幅板（12）以及设置在上幅板和下幅板之间的十字方孔（1），所述十字方孔周边对称设置有L形方折孔（2），所述上幅板和下幅板上分别设有与十字方孔相通的内流孔（6）和与L形方折孔相通的外流孔（5），十字方孔中间设置有中心流孔（7），填料四个角上设置角凹槽（8），所述十字方孔孔壁上和L形方折孔孔壁上设置有横流孔（3）和纵流孔（4），并采用下述方法步骤制备而成：A、按重量比高岭土30-40%，煅烧氧化铝20-40%，煤矸石25-30%，增塑剂2-5%，废竹子粉末2-4%...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹录慧，尹贺军，
申请(专利权)人：江西省萍乡市方上化工填料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江西;36