一种耐高温除湿陶瓷滤芯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及烟气除尘技术领域，具体涉及一种耐高温除湿陶瓷滤芯，包括陶瓷管体，所述陶瓷管体表面涂覆有纳米疏水涂层，所述纳米疏水涂层为氟硅烷修饰的纳米二氧化硅，所述陶瓷管体为氧化铝纤维、粘结剂混合而成，所述陶瓷管体表面具有微孔。上述方案的耐高温除湿陶瓷滤芯通过在陶瓷管体表面涂覆纳米疏水涂层，对陶瓷管体以及孔隙表面进行疏水性改造，降低了水滴在陶瓷管体表面吸附凝结的发生，提高了陶瓷管体的使用寿命。本发明专利技术还涉及一种该耐高温除湿陶瓷滤芯的制备方法。该制备方法得到的表面复合有纳米疏水涂层的陶瓷管体，在400℃以下仍能保证除尘效率在95％以上，除尘温度窗口高，反吹清洗后除尘效率在90％以上，除尘效率稳定。

A high temperature dehumidification ceramic filter core and its preparation method

The invention relates to the technical field of flue gas dust removal, in particular to a high-temperature dehumidification ceramic filter core, including a ceramic tube body, the surface of which is coated with nano-hydrophobic coating, the nano-hydrophobic coating is fluorosilane modified nano-silica, the ceramic tube body is made of alumina fiber and binder, and the surface of the ceramic tube body has micro-holes. By coating nano-hydrophobic coating on the surface of the ceramic tube, the ceramic tube and pore surface were hydrophobically modified, which reduced the occurrence of water droplets adsorbing and condensating on the surface of the ceramic tube and improved the service life of the ceramic tube. The invention also relates to a preparation method of the high temperature dehumidification ceramic filter core. The ceramic tube with nano-hydrophobic coating on the surface obtained by this method can still ensure the dust removal efficiency above 95%, the dust removal temperature window is high, the dust removal efficiency after back-blowing cleaning is above 90%, and the dust removal efficiency is stable.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温除湿陶瓷滤芯及其制备方法
本专利技术涉及烟气除尘
，具体涉及一种耐高温除湿陶瓷滤芯，以及该耐高温除湿陶瓷滤芯的制备方法。
技术介绍
锅炉在使用的过程中不可避免地产生粉尘和烟气，锅炉除尘就是把锅炉中的粉尘从烟气中分离出来，从而减少粉尘污染并且有利于进一步对烟气进行脱硫、脱硝等处理。随着社会的发展，环保越来越受到人们的重视，锅炉除尘也已经应用到工业生产各个领域。在锅炉除尘技术中，过滤式除尘器由于体积小布设方面，得到广泛的应用。但是现有的布袋式除尘器由于材质原因难以应用到300℃以上的高温烟气除尘中，因此耐高温的陶瓷滤芯应运而生，但是由于高温烟气中通常夹杂有高温水蒸气，在除尘器使用间歇，水蒸气依附到陶瓷滤芯上凝结成液滴，在之后的高温烟气通过时陶瓷滤芯局部受热不均匀，容易发生陶瓷滤芯表面开裂，使用寿命大大降低。为此，如何对现有陶瓷滤芯进行改进，避免其水滴凝结到表面，对提高陶瓷滤芯使用寿命具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种耐高温除湿陶瓷滤芯，用以解决现有技术中陶瓷滤芯表面容易凝结水滴的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供一种耐高温除湿陶瓷滤芯，包括陶瓷管体，所述陶瓷管体表面涂覆有纳米疏水涂层，所述纳米疏水涂层为氟硅烷修饰的纳米二氧化硅，所述陶瓷管体为氧化铝纤维、粘结剂混合而成，所述陶瓷管体表面具有微孔，微孔孔径为5nm～200nm。作为上述技术方案的改进，所述氟硅烷修饰的纳米二氧化硅为十七氟癸基三乙氧基硅烷修饰的纳米二氧化硅。作为上述技术方案的改进，所述氧化铝纤维直径为5μm～15μm，单丝长度为5mm～30mm。作为上述技术方案的改进，所述粘结剂为氧化硅溶胶或聚酰亚胺。上述方案的耐高温除湿陶瓷滤芯通过在陶瓷管体表面涂覆纳米疏水涂层，通过增加陶瓷管体表面粗糙程度，并且纳米级的疏水涂层不会封闭陶瓷管体表面的微孔，从而对陶瓷管体以及孔隙表面进行疏水性改造，降低了水滴在陶瓷管体表面吸附凝结的发生，提高了陶瓷管体的使用寿命。本专利技术实施例还提供了一种耐高温除湿陶瓷滤芯，包括以下步骤：步骤一，陶瓷管体制备，将氧化铝纤维、粘结剂和水混合，加入混炼机混炼，混合均匀形成具有一定塑性的泥料，将泥料利用打料机离心高速旋转，外部用真空吸力逐层均匀地打在模具上形成滤芯胚体，烘干后得到陶瓷管体；步骤二，氟硅烷修饰的纳米二氧化硅的制备，将纳米二氧化硅粉末加入丙酮中分散，依次加入十七氟癸基三乙氧基硅烷和乙酸溶液，持续搅拌至反应完全，离心得到氟硅烷修饰的纳米二氧化硅；步骤三，聚丙烯酸酯共聚物的制备，将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲酸乙酯、丙烯酸丁酯形成混合液Ⅰ，在氮气保护下搅拌均匀，将过氧化苯甲酰加入乙酸丁酯中溶解后制成混合液Ⅱ，将混合液Ⅱ缓慢加入到混合液Ⅰ中，持续搅拌，得到聚丙烯酸酯共聚物；步骤四，陶瓷管体表面疏水涂层的制备，将步骤二得到的氟硅烷修饰的纳米二氧化硅和步骤三得到的聚丙烯酸酯共聚物按照质量比1:1～5混合，加入乙酸丁酯中制成纳米疏水涂液，将步骤一的陶瓷管体浸入纳米疏水涂液中，对陶瓷管体表面进行纳米疏水涂层复合。作为上述技术方案的改进，在步骤一中，氧化铝纤维、粘结剂的质量比为1:0.05～0.5。作为上述技术方案的改进，在步骤一中，粘结剂为聚酰亚胺。作为上述技术方案的改进，在步骤二中，离心得到氟硅烷修饰的纳米二氧化硅在130℃～145℃真空干燥成粉末。作为上述技术方案的改进，在步骤三中，将混合液Ⅱ缓慢加入到混合液Ⅰ后，升温至75℃～85℃，搅拌1h～3h，得到聚丙烯酸酯共聚物。作为上述技术方案的改进，在步骤四中，将陶瓷管体浸入纳米疏水涂液前，将陶瓷管体用氢氧化钠溶液清洗。上述制备方法通过氟硅烷对纳米二氧化硅进行修饰制成，并在聚丙烯酸酯共聚物的作用下复合到陶瓷管体表面，提高了氟硅烷修饰的纳米二氧化硅与陶瓷管体之间结合的牢固性，表面复合有纳米疏水涂层的陶瓷管体在400℃以下仍能保证除尘效率在95％以上，除尘温度窗口高，反吹清洗后除尘效率在90％以上，除尘效率稳定。由于初始烟气温度较高，在经过陶瓷管体后烟气温度有所降低，因此可以在陶瓷管体除尘后端连接脱硫脱硫单元，实用性好。附图说明图1为本专利技术实施例中提供的一种耐高温除湿陶瓷滤芯的结构示意图。图中：10-陶瓷管体，20-纳米疏水涂层。具体实施方式以下通过具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。如图1所示，本专利技术实施例首先提供了一种耐高温除湿陶瓷滤芯，包括陶瓷管体10，陶瓷管体10表面涂覆有纳米疏水涂层20，纳米疏水涂层20的为氟硅烷修饰的纳米二氧化硅，陶瓷管体10为氧化铝纤维、粘结剂混合而成，陶瓷管体10表面具有微孔，微孔孔径为5nm～200nm。该耐高温除湿陶瓷滤芯在使用时安装在除尘器的花板上，高温烟气穿过陶瓷管体10内外壁进行颗粒粉尘的过滤，由于陶瓷管体10表面具有微孔，通过纳米级的微孔可以对颗粒粉尘进行很好的过滤。同时陶瓷管体10表面涂覆有纳米疏水涂层20，纳米疏水涂层20通过增加陶瓷管体10表面粗糙程度，对陶瓷管体10以及孔隙表面进行疏水性改造，从而避免水滴在陶瓷管体10表面吸附凝结。上述方案中，氟硅烷修饰的纳米二氧化硅为十七氟癸基三乙氧基硅烷修饰的纳米二氧化硅；氧化铝纤维直径为5μm～15μm，单丝长度为5mm～30mm；粘结剂为氧化硅溶胶或聚酰亚胺，氧化硅溶胶为二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液，聚酰亚胺是综合性能优异的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围80℃～350℃，无明显熔点，高绝缘性能，在高温烟气中稳定性好。上述耐高温除湿陶瓷滤芯可以采用以下步骤制备而成：步骤一，陶瓷管体制备，将氧化铝纤维、粘结剂和水混合，氧化铝纤维、粘结剂的质量比为1:0.05～0.5，水的加入量以形成可塑的泥料为为准，加入混炼机混炼，混合均匀形成具有一定塑性的泥料，将泥料利用打料机离心高速旋转，外部用真空吸力逐层均匀地打在模具上形成滤芯胚体，烘干后得到陶瓷管体；步骤二，氟硅烷修饰的纳米二氧化硅的制备，将纳米二氧化硅粉末加入丙酮中分散，依次加入十七氟癸基三乙氧基硅烷和乙酸溶液，持续搅拌至反应完全，离心得到氟硅烷修饰的纳米二氧化硅，在130℃～145℃真空干燥成粉末形态；步骤三，聚丙烯酸酯共聚物的制备，将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲酸乙酯、丙烯酸丁酯形成混合液Ⅰ，在氮气保护下搅拌均匀，将过氧化苯甲酰加入乙酸丁酯中溶解后制成混合液Ⅱ，将混合液Ⅱ缓慢加入到混合液Ⅰ中，升温至75℃～85℃，搅拌1h～3h，得到聚丙烯酸酯共聚物；步骤四，陶瓷管体表面疏水涂层的制备，将步骤二得到的氟硅烷修饰的纳米二氧化硅和步骤三得到的聚丙烯酸酯共聚物按照质量比1:1～5混合，加入乙酸丁酯中制成纳米疏水涂液，将步骤一的陶瓷管体浸入纳米疏水涂液中，对陶瓷管体表面进行纳米疏水涂层复合。该步骤中，为了提高纳米疏水涂层与陶瓷管体的复合效果，可以对在陶瓷管体浸入纳米疏水涂液前，对陶瓷管体进行表面腐蚀，将陶瓷管体用0.1mol/L的氢氧化钠溶液稍作清洗。实施例一通过以下步骤制备耐高温除湿陶瓷滤芯：步骤一，陶瓷管体制备，将氧化铝纤维、粘结剂和水混合，氧化铝纤维、粘结剂的质量比为1:0.05，再加入适量水，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温除湿陶瓷滤芯，其特征在于，包括陶瓷管体，所述陶瓷管体表面涂覆有纳米疏水涂层，所述纳米疏水涂层为氟硅烷修饰的纳米二氧化硅，所述陶瓷管体为氧化铝纤维、粘结剂混合而成，所述陶瓷管体表面具有微孔，微孔孔径为5nm～200nm。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温除湿陶瓷滤芯，其特征在于，包括陶瓷管体，所述陶瓷管体表面涂覆有纳米疏水涂层，所述纳米疏水涂层为氟硅烷修饰的纳米二氧化硅，所述陶瓷管体为氧化铝纤维、粘结剂混合而成，所述陶瓷管体表面具有微孔，微孔孔径为5nm～200nm。2.如权利要求1所述的一种耐高温除湿陶瓷滤芯，其特征在于，所述氟硅烷修饰的纳米二氧化硅为十七氟癸基三乙氧基硅烷修饰的纳米二氧化硅。3.如权利要求1所述的一种耐高温除湿陶瓷滤芯，其特征在于，所述氧化铝纤维直径为5μm～15μm，单丝长度为5mm～30mm。4.如权利要求1所述的一种耐高温除湿陶瓷滤芯，其特征在于，所述粘结剂为氧化硅溶胶或聚酰亚胺。5.如权利要求1-4中任一项所述的一种耐高温除湿陶瓷滤芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，陶瓷管体制备，将氧化铝纤维、粘结剂和水混合，加入混炼机混炼，混合均匀形成具有一定塑性的泥料，将泥料利用打料机离心高速旋转，外部用真空吸力逐层均匀地打在模具上形成滤芯胚体，烘干后得到陶瓷管体；步骤二，氟硅烷修饰的纳米二氧化硅的制备，将纳米二氧化硅粉末加入丙酮中分散，依次加入十七氟癸基三乙氧基硅烷和乙酸溶液，持续搅拌至反应完全，离心得到氟硅烷修饰的纳米二氧化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国隆，景应政，
申请(专利权)人：张国隆，景应政，
类型：发明
国别省市：广东,44