本发明专利技术公开了一种高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料，包括依次设置的第一多孔陶瓷材料层、第二多孔陶瓷材料层、第三多孔陶瓷材料层、第四多孔陶瓷材料层和第五多孔陶瓷材料层；所述第一多孔陶瓷材料层的气孔率、第二多孔陶瓷材料层的气孔率、第三多孔陶瓷材料层的气孔率、第四多孔陶瓷材料层的气孔率和第五多孔陶瓷材料层的气孔率依次降低；所述第一多孔陶瓷材料层的孔径、第二多孔陶瓷材料层的孔径、第三多孔陶瓷材料层的孔径、第四多孔陶瓷材料层的孔径和第五多孔陶瓷材料层的孔径之间的差值≤6μm。本发明专利技术的层叠式多孔陶瓷过滤材料满足整体煤气化联合循环领域的高温煤气净化过程需要，可针对性解决陶瓷过滤元件之间的粉尘架桥问题。的粉尘架桥问题。的粉尘架桥问题。
【技术实现步骤摘要】
高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料及其制备方法
[0001]本专利技术属于工业废弃物处理
，具体涉及高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料及其制备方法。
技术介绍
[0002]高温煤气净化技术是整体煤气化联合循环发电技术发展的两个重大课题之一，而高温除尘技术又是高温煤气净化的关键技术之一。高温陶瓷过滤材料以高的过滤效率和良好的运行稳定性，成为整体煤气化联合循环中重要除尘设备的核心材料。然而在传统过滤元件中存在孔隙速度和压降沿过滤元件的轴向分布差异较大的缺陷，对于过滤和脉冲反吹清洗均具有不利影响，比如在脉冲反吹清洗过程中导致清灰的不均匀，在过滤过程中，会使粉尘沿过滤元件表面的不同部位以及不同过滤元件之间分布不均匀，在长周期运行过程中会使过滤元件之间出现粉尘架桥现象，以至损坏陶瓷过滤元件，影响整个过滤器的运行。因此，针对性避免或减小陶瓷过滤元件之间的粉尘架桥现象，是提高高温煤气净化效率的关键环节之一。
技术实现思路
[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料及其制备方法。本专利技术的层叠式多孔陶瓷过滤材料包括随着层数增加气孔率依次降低且气孔孔径基本不变的第一多孔陶瓷材料层、第二多孔陶瓷材料层、第三多孔陶瓷材料层、第四多孔陶瓷材料层和第五多孔陶瓷材料层，高温煤气的脱除的过滤效率达到99.9％以上，优于常规布袋除尘器，满足整体煤气化联合循环领域的高温煤气净化过程需要，可针对性解决陶瓷过滤元件之间的粉尘架桥问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料，其特征在于，所述层叠式多孔陶瓷过滤材料包括依次设置的第一多孔陶瓷材料层、第二多孔陶瓷材料层、第三多孔陶瓷材料层、第四多孔陶瓷材料层和第五多孔陶瓷材料层；
[0005]所述第一多孔陶瓷材料层的气孔率、第二多孔陶瓷材料层的气孔率、第三多孔陶瓷材料层的气孔率、第四多孔陶瓷材料层的气孔率和第五多孔陶瓷材料层的气孔率依次降低；
[0006]所述第一多孔陶瓷材料层的孔径、第二多孔陶瓷材料层的孔径、第三多孔陶瓷材料层的孔径、第四多孔陶瓷材料层的孔径和第五多孔陶瓷材料层的孔径之间的差值≤6μm。
[0007]上述的一种高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料，其特征在于，所述第一多孔陶瓷材料层的厚度、第二多孔陶瓷材料层的厚度、第三多孔陶瓷材料层的厚度、第四多孔陶瓷材料层和第五多孔陶瓷材料层的厚度均为10cm～20cm。
[0008]上述的一种高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料，其特征在于，所述层叠式多孔陶瓷过滤材料的原料包括氧化硼，在每一层所用原料中所述氧化硼的质量百分含量随
层数增大而减小。
[0009]上述的一种高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料，其特征在于，所述第一多孔陶瓷材料层的原料包括氧化硼和石墨烯；所述第二多孔陶瓷材料层的原料、第三多孔陶瓷材料层的原料、第四多孔陶瓷材料层的原料和第五多孔陶瓷材料层的原料均包括氧化硼、石墨烯和碳化硼；
[0010]所述第一多孔陶瓷材料层的原料中，氧化硼的质量百分含量为56％～60％、石墨烯的质量百分含量为40％～44％；
[0011]所述第二多孔陶瓷材料层的原料中，氧化硼的质量百分含量为50％～54％、石墨烯的质量百分含量为36％
‑
40％，碳化硼的质量百分含量为6％～14％；
[0012]所述第三多孔陶瓷材料层的原料中，氧化硼的质量百分含量为44％～48％、石墨烯的质量百分含量为32％～36％，碳化硼的质量百分含量为16％～24％；
[0013]所述第四多孔陶瓷材料层的原料中，氧化硼的质量百分含量为38％～42％、石墨烯的质量百分含量为28％～32％，碳化硼的质量百分含量为26％～34％；
[0014]所述第五多孔陶瓷材料层的原料中，氧化硼的质量百分含量为32％～36％、石墨烯的质量百分含量为24％～28％，碳化硼的质量百分含量为36％～44％。
[0015]上述的一种高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料，其特征在于，所述氧化硼、石墨烯和碳化硼均为粉末状；
[0016]所述第一多孔陶瓷材料层中，氧化硼的粒径D
11
满足：10μm＜D1＜20μm；
[0017]所述第二多孔陶瓷材料层中，氧化硼的粒径D
12
满足：50μm＜D1＜60μm；
[0018]所述第三多孔陶瓷材料层中，氧化硼的粒径D
13
满足：90μm＜D1＜100μm；
[0019]所述第四多孔陶瓷材料层中，氧化硼的粒径D
14
满足：140μm＜D1＜160μm；
[0020]所述第五多孔陶瓷材料层中，氧化硼的粒径D
15
满足：180μm＜D1＜200μm；
[0021]所述石墨烯的粒径D2满足5μm＜D2<10μm；
[0022]所述碳化硼的粒径D3满足80μm＜D3<100μm；
[0023]所述石墨烯比表面积为180m2/g～280m2/g，所述石墨烯的C含量为80％～90％。
[0024]此外，本专利技术还提供一种制备上述高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料的方法，其特征在于，按照第一多孔陶瓷材料层、第二多孔陶瓷材料层、第三多孔陶瓷材料层、第四多孔陶瓷材料层和第五多孔陶瓷材料层的顺序，依次将对应混合后原料敷放于模具中，经模压成型，得到生坯，将所述生坯在氩气气氛中烧结，得到层叠式多孔陶瓷过滤材料。
[0025]上述的方法，其特征在于，敷放于模具中每层混合后原料的厚度均为15cm～25cm，模压成型的压力为80kN～120kN，烧结温度为1700℃～1900℃。
[0026]上述的方法，其特征在于，具体包括：
[0027]步骤一、分别将第一多孔陶瓷材料层的原料、第二多孔陶瓷材料层的原料、第三多孔陶瓷材料层的原料、第四多孔陶瓷材料层的原料和第五多孔陶瓷材料层的原料经湿法球磨干燥，对应得到混合后原料；
[0028]步骤二、将第一多孔陶瓷材料层的混合后原料、第二多孔陶瓷材料层的混合后原料、第三多孔陶瓷材料层的混合后原料、第四多孔陶瓷材料层的混合后原料和第五多孔陶瓷材料层的混合后原料依次敷放于模具中，加压至80kN～120kN保持2min～4min，卸压，得到生坯；
[0029]步骤三、氩气气氛中，将所述生坯按照20℃/min～40℃/min的升温速率升至1700℃～1900℃，保持4h～6h进行烧结，烧结过程中生坯承受的压力为40kN～60kN；
[0030]步骤四、将步骤四烧结后坯料随炉冷却，得到层叠式多孔陶瓷过滤材料。
[0031]上述的方法，其特征在于，步骤三中所述氩气气氛的气氛压力为2
×
105pa～4
×
105pa。
[0032]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[003本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料，其特征在于，所述层叠式多孔陶瓷过滤材料包括依次设置的第一多孔陶瓷材料层、第二多孔陶瓷材料层、第三多孔陶瓷材料层、第四多孔陶瓷材料层和第五多孔陶瓷材料层；所述第一多孔陶瓷材料层的气孔率、第二多孔陶瓷材料层的气孔率、第三多孔陶瓷材料层的气孔率、第四多孔陶瓷材料层的气孔率和第五多孔陶瓷材料层的气孔率依次降低；所述第一多孔陶瓷材料层的孔径、第二多孔陶瓷材料层的孔径、第三多孔陶瓷材料层的孔径、第四多孔陶瓷材料层的孔径和第五多孔陶瓷材料层的孔径之间的差值≤6μm。2.根据权利要求1所述的一种高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料，其特征在于，所述第一多孔陶瓷材料层的厚度、第二多孔陶瓷材料层的厚度、第三多孔陶瓷材料层的厚度、第四多孔陶瓷材料层和第五多孔陶瓷材料层的厚度均为10cm～20cm。3.根据权利要求1所述的一种高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料，其特征在于，所述层叠式多孔陶瓷过滤材料的原料包括氧化硼，在每一层所用原料中所述氧化硼的质量百分含量随层数增大而减小。4.根据权利要求3所述的一种高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料，其特征在于，所述第一多孔陶瓷材料层的原料包括氧化硼和石墨烯；所述第二多孔陶瓷材料层的原料、第三多孔陶瓷材料层的原料、第四多孔陶瓷材料层的原料和第五多孔陶瓷材料层的原料均包括氧化硼、石墨烯和碳化硼；所述第一多孔陶瓷材料层的原料中，氧化硼的质量百分含量为56％～60％、石墨烯的质量百分含量为40％～44％；所述第二多孔陶瓷材料层的原料中，氧化硼的质量百分含量为50％～54％、石墨烯的质量百分含量为36％
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40％，碳化硼的质量百分含量为6％～14％；所述第三多孔陶瓷材料层的原料中，氧化硼的质量百分含量为44％～48％、石墨烯的质量百分含量为32％～36％，碳化硼的质量百分含量为16％～24％；所述第四多孔陶瓷材料层的原料中，氧化硼的质量百分含量为38％～42％、石墨烯的质量百分含量为28％～32％，碳化硼的质量百分含量为26％～34％；所述第五多孔陶瓷材料层的原料中，氧化硼的质量百分含量为32％～36％、石墨烯的质量百分含量为24％～28％，碳化硼的质量百分含量为36％～44％。5.根据权利要求4所述的一种高温煤气净化用层叠式多孔陶瓷过滤材料，其特征在于，所述氧化硼、石墨烯和碳化硼均为粉末状；所述第一多孔陶瓷材料层中，氧化硼的粒径D
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【专利技术属性】
技术研发人员：贠柯，鲁元，张建龙，杨旭，毕成，刘金娥，
申请(专利权)人：西安特种设备检验检测院，
类型：发明
国别省市：
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