本发明专利技术提供了耐高温耐H2S腐蚀烧结金属过滤元件及应用，属于烧结金属材料技术领域。该过滤元件包括多孔支撑体，多孔支撑体为管状或片状；制备方法：由按质量百分比计17％-30％的Cr、18％-32％的Co、2％-2.5％的Fe、2.5％-3.1％的Si、0.25％-1.2％的W、0.25％-1.3％的Mo、0.25％-1.1％的Nb、0.15％-0.45％的Al、0.35％-0.55％的Ti、0.35％-0.55％的Mn、0.02％-0.06％的C及余量的Ni所构成,粉料混合物的制备后，造粒、干燥和成型，最后对多孔支撑体进行烧结。本发明专利技术提供的耐高温耐H2S腐蚀烧结金属过滤元件，通过调节原料成分、成形压力、烧结温度等多种工艺参数来控制孔结构，孔结构调控范围大，具有良好的抗高温氧化/硫化性能。具有良好的抗高温氧化/硫化性能。
【技术实现步骤摘要】
耐高温耐H2S腐蚀烧结金属过滤元件及应用
[0001]本专利技术涉及烧结金属材料
，更具体地说，是涉及耐高温耐H2S腐蚀烧结金属过滤元件及应用。
技术介绍
[0002]高温气体是指温度在250℃以上的工业气体，如冶金、钢铁厂高炉或转炉气体余热回收利用、煤化工、燃煤锅炉、火力发电、工业炉窑、含硫矿物的煅烧及焚烧等工业过程中产生的高温气体。工业高温气体不仅具有大量的物理热、化学潜热(温度在150℃～1400℃)，还有含尘、大量腐蚀性物质及危险性物质(如CO、H2、CH4等)。
[0003]伴随着工业技术的发展和对环境保护要求的不断提升，高温气体除尘技术越来越受重视。而工业高温气体除尘技术的核心是高性能过滤。因此，工业高温气体除尘净化装置的过滤元件必须具有耐高温、耐热震、耐压力波动、耐氧化、耐硫化、耐氯化、防爆炸、防泄漏、精密分离、寿命长等特性。
[0004]目前，工业高温气体除尘净化方法通常有2种：
[0005]1)工业高温气体经降温后用布袋过滤过滤净化。该方法需要先将工业高温气体进行冷却，而上述冷却工序需要相应的气体冷却设备或水资源的使用，能源消耗大，且气体冷却后，大部分热能源已经消耗浪费，不能回收再利用，热能损失严重。
[0006]2)工业高温气体在高温状态下直接用抗高温过滤材料除尘净化。该方法不仅减少净化前冷却气体设备的投资和对产生的废水的再处理费用，还能将热能和有价值的副产品回收再利用，简化工艺流程，减少投资及占地面积。因此，工业高温气体大多采用第2种方法除尘净化。目前，市场上过滤元件主要为碳化硅陶瓷过滤元件和铁三铝过滤元件。碳化硅陶瓷过滤元件的缺点是成孔机理导致反吹再生效果差，过滤能力衰减快、寿命短；碳化硅陶瓷材料固有的硬脆性导致碳化硅陶瓷过滤元件在高温条件下抗热震和抗压力波动能力差、易裂管，导致生产使用过程中需频繁地更换断裂的碳化硅陶瓷滤芯，使得生产不连续，增加了生产成本。铁三铝过滤元件耐腐蚀性能差，耐硫化性能差、耐高温氧化性能差，不能适用于腐蚀性气体除尘净化。
技术实现思路
[0007]本专利技术所要解决的第一个技术问题为提供耐高温耐H2S腐蚀烧结金属过滤元件，该过滤元件包括多孔支撑体，所述多孔支撑体为管状或片状；所述多孔支撑体的制备方法：其基本是由按质量百分比计17％-30％的Cr、18％-32％的Co、2％-2.5％的Fe、2.5％-3.1％的Si、0.25％-1.2％的W、0.25％-1.3％的Mo、0.25％-1.1％的Nb、0.15％-0.45％的Al、0.35％-0.55％的Ti、0.35％-0.55％的Mn、0.02％-0.06％的C及余量的Ni所构成。包括如下步骤：
[0008]A)粉料混合物的制备：将各元素粉按照设定比例进行混合，其中Ni粉为不规则非晶态，粉末粒径分布50-200目；
[0009]B)造粒、干燥和成型：将粉料混合物依次进行造粒、干燥及压力成型，将干燥温度设定为80～90℃，干燥时间设定为2～5小时，干燥后进行压力成型，成型时在50～300MPa成型压力下保压10～300秒，压力成型后得到多孔支撑体，所述多孔支撑体的孔径为5-30μm；
[0010]C)对多孔支撑体进行烧结：将上述多孔支撑体置于烧结炉中进行烧结，烧结包含以下四个阶段：第一阶段：烧结温度从室温升至200～450℃，升温速率控制在1～10℃/min，并在200～450℃下保温60～200分钟；第二阶段：将烧结温度升至450～800℃，升温速率控制在1～10℃/min，并在450～800℃下保温60～180分钟；第三阶段：将烧结温度升至1000～1100℃，升温速率控制在1～15℃/min，并在1000～1100℃下保温120～240分钟；第四阶段：将烧结温度升至1100℃～1500℃，升温速率控制在1～5℃/min，并在1100℃～1500℃下保温60～120分钟；烧结后随炉冷却即得烧结金属过滤元件。
[0011]进一步的，还包括复合膜，所述复合膜附着在所述多孔支撑体的单侧外表面上；
[0012]所述复合膜的制备方法：其基本是由按质量百分比计17％-30％的Cr、18％-32％的Co、2％-2.5％的Fe、2.5％-3.1％的Si、0.25％-1.2％的W、0.25％-1.3％的Mo、0.25％-1.1％的Nb、0.15％-0.45％的Al、0.35％-0.55％的Ti、0.35％-0.55％的Mn、0.02％-0.06％的C及余量的Ni所构成,包括如下步骤：
[0013]a)粉料混合物的制备：将各元素粉按照设定比例进行混合，其中Ni粉为不规则非晶态，粉末粒径分布500-10000目；
[0014]b)然后按重量比粉料混合物∶有机添加剂＝1∶(0.2～1.5)的比例向粉料混合物中加入有机添加剂混匀，得复合浆料；
[0015]c)将复合浆料涂在所述多孔支撑体的单侧外表面，然后在真空度为1.0
×
10-1
～1.0
×
10-2
Pa的条件下加热，在100～200℃下保温60～180min，然后升温至400～600℃并保温60～180min，最后升温至800～1300℃并保温60～
[0016]200min，冷却后即得非对称膜烧结金属过滤元件，复合膜的孔径为0.05-3μm。
[0017]进一步的，所述多孔支撑体的坯体为管状或片状；所述粉料混合物于80～280MPa下采用冷等静压方式制成管状坯；粉料混合物于80～280MPa下采用普通模压方式制成片状坯。
[0018]其中，多孔支撑体为管状时，复合膜涂覆在管状多孔支撑体内侧或外侧；多孔支撑体为片状，复合膜涂覆在片状多孔支撑体的一侧。
[0019]进一步的，所述有机添加剂为油漆树脂、丙二醇、乙二醇、甘油、聚乙二醇或聚乙烯醇中的至少一种。
[0020]进一步的，上述步骤c)的所述多孔支撑体在涂所述复合浆料前先于重量比为1∶(0.8～1.2)的丙二醇和甘油组成的复合水溶液中预浸润，所述丙二醇和甘油的总浓度为10～20wt％。
[0021]经过试验得出，上述复合水溶液中丙二醇和甘油的重量比在1：1时，浸润效果更好。
[0022]进一步的，步骤B)中所述造粒时采用淀粉为造粒剂，所述淀粉的加入量为粉料混合物总质量的5-20％。此处淀粉为小麦或土豆淀粉。
[0023]进一步的，所述多孔支撑体的厚度为1.5mm≤δ1≤8mm；所述复合膜的厚度为100μm≤δ2≤300μm。
[0024]本专利技术制备得到的耐高温耐H2S腐蚀烧结金属过滤元件过滤精度高、通量大,多孔支撑体的壁厚最薄可到1.5mm，而陶瓷多孔材料壁厚为10mm,单质金属多孔材料为5mm；
[0025]本专利技术的耐高温耐H2S腐蚀烧结金属过滤元件可以通过调节原料颗粒成分、成形施力、烧结温度及保温时间等多种工艺参数来制备不同的多孔支撑体的孔道结构，满足不同工况需求。
[0026]本专利技术耐高温耐H2S腐蚀烧结金属过滤元件本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.耐高温耐H2S腐蚀烧结金属过滤元件，其特征在于，包括多孔支撑体，所述多孔支撑体为管状或片状；所述多孔支撑体的制备方法：其基本是由按质量百分比计17％-30％的Cr、18％-32％的Co、2％-2.5％的Fe、2.5％-3.1％的Si、0.25％-1.2％的W、0.25％-1.3％的Mo、0.25％-1.1％的Nb、0.15％-0.45％的Al、0.35％-0.55％的Ti、0.35％-0.55％的Mn、0.02％-0.06％的C及余量的Ni所构成,包括如下步骤：A)粉料混合物的制备：将各元素粉按照设定比例进行混合，其中Ni粉为不规则非晶态，粉末粒径分布50-200目；B)造粒、干燥和成型：将粉料混合物依次进行造粒、干燥及压力成型，将干燥温度设定为80～90℃，干燥时间设定为2～5小时，干燥后进行压力成型，成型时在50～300MPa成型压力下保压10～300秒，压力成型后得到多孔支撑体，所述多孔支撑体的孔径为5-30μm；C)对多孔支撑体进行烧结：将上述多孔支撑体置于烧结炉中进行烧结，烧结包含以下四个阶段：第一阶段：烧结温度从室温升至200～450℃，升温速率控制在1～10℃/min，并在200～450℃下保温60～200分钟；第二阶段：将烧结温度升至450～800℃，升温速率控制在1～10℃/min，并在450～800℃下保温60～180分钟；第三阶段：将烧结温度升至1000～1100℃，升温速率控制在1～15℃/min，并在1000～1100℃下保温120～240分钟；第四阶段：将烧结温度升至1100℃～1500℃，升温速率控制在1～5℃/min，并在1100℃～1500℃下保温60～120分钟；烧结后随炉冷却即得烧结金属过滤元件。2.如权利要求1所述的耐高温耐H2S腐蚀烧结金属过滤元件，其特征在于，还包括复合膜，所述复合膜附着在所述多孔支撑体的单侧外表面上；所述复合膜的制备方法：其基本是由按质量百分比计17％-30％的Cr、18％-32％的Co、2％-2.5％的Fe、2.5％-3.1％的Si、0.25％-1.2％的W、0.25％-1.3％的Mo、0.25％-1.1％的Nb、0.15％-0.45％的Al、0.35％-0.55％的Ti、0.35％-0.55％的Mn、0.02％-0.06％的C及余量的Ni所构成,包括如下步骤：a)粉料混合物的制备：将各元素粉按照设...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志军，张志超，
申请(专利权)人：石家庄波特无机膜分离设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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