一种高温纤维过滤管及其制备方法与流程

本发明涉及一种高温纤维过滤管及其制备方法，属于用于气态流体的过滤材料。

背景技术：

1、高温纤维过滤管具有除尘过滤的作用，具有过滤效率高、适用范围广等优点，高温纤维过滤管通过喷涂、浸渍等方式负载脱硝催化剂，则可同时具有除尘和脱硝的作用，可用于高温烟气的处理。

2、现有的高温纤维过滤管大多采用真空抽滤免烧结方式制备得到，具体方法为以陶瓷纤维为原料，制备得到超低浓度的陶瓷纤维浆料，然后通过外模或内模的方式抽滤成型，经干燥固化后得到高温纤维过滤管。该制备方法需消耗大量水分散陶瓷纤维得到低浓度的陶瓷纤维浆料，不仅造成水资源的严重浪费，且浆料中的粘结剂等成分难以回收利用，排放以后将造成水体的污染问题。此外该方法需要的烘干时间长，制备的高温纤维过滤管存在气孔率低、透气阻力大、韧性差等缺点。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供一种高温纤维过滤管及其制备方法，实现以下发明目的：减少用水量，缩短烘干时间，保证高温纤维过滤管的强度的同时，提高气孔率，降低透气阻力，提高韧性。

2、为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

3、一种高温纤维过滤管的制备方法，所述制备方法包括制备纤维网、缠绕成型、烘干，具体如下：

4、（1）制备纤维网

5、选取直径为3-5μm的高铝型硅酸铝纤维棉（铝含量52-55wt%，铝硅含量≥99wt%）；然后将纤维棉开松、梳理得到厚度为4±0.5mm的纤维网，以保证纤维网不会因为太薄被拉断，也不会因为过厚而影响施胶。

6、（2）缠绕成型

7、随后将纤维网在真空模具上缠绕成型，设置缠绕角度为67-73°；开始成型时，控制缠绕转速为72-77r/min，避免因转速过快拉断纤维网；成型至壁厚2/3左右时，将转速调整至48-52r/min，防止因壁厚增加太快而影响施胶效果；

8、在纤维网成型过程中，同步喷淋复合粘结剂的水分散液对纤维网进行施胶，保证纤维网与复合粘结剂的质量比例为3:1.5-1.7；施胶过程中控制喷枪扇面的压力为0.46-0.52mpa，流量为0.57-0.64mpa，雾化压力为0.86-0.9mpa；

9、同时真空模具抽吸压力控制在0.18-0.22mpa，以保证抽吸效果；

10、成型至外径149.4-150.6mm、壁厚14.7-15.3mm、长度为2.9-3.1m的高温过滤管坯体。

11、所述复合粘结剂的水分散液，以质量百分比计，包括以下组分：硅溶胶24-26wt%，硼酸9-11wt%；纤维素2.6-3.2wt%，玉米淀粉0.8-1.2wt%；α氧化铝2.7-3.3wt%、氧化锆0.8-1.2wt%、小颗粒氧化镁0.7-1.3wt%，水补足100%。

12、所述硅溶胶的固含量为30%；

13、所述纤维素的黏度为20000mpa·s；

14、所述α氧化铝的粒径为0.7μm；

15、所述氧化锆的粒径为1μm；

16、所述小颗粒氧化镁的粒径为1μm。

17、（3）烘干

18、对成型后的坯体进行烘干，烘干时使用电烘箱烘干，具体烘干的过程如下：从室温开始升温，在0.7-1.2h内升温至77-81℃，然后在1.8-2.2h内升温至98-103℃，保温1.8-2.2h，然后在0.7-1.2h内升温至118-123℃，保温1-2h，得到高温纤维过滤管。

19、本发明通过纤维棉的选取、控制纤维网的厚度及缠绕成型的角度和速度，以及采取特定的复合粘结剂和用量，可以有效避免纤维网的拉断和高温纤维过滤管的分层和开裂，在保证高温纤维过滤管的强度的同时，提高其气孔率，降低透气阻力，提高韧性。

20、与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：

21、（1）本发明通过纤维网缠绕成型与粘结剂的喷涂同时进行，制备强度高，气孔率更大、透气阻力更小、韧性更强的高温纤维过滤管。本发明制备的高温纤维过滤管，抗折强度为1.8-2mpa，抗压强度为4.2-4.5mpa，气孔率为81.5-82%，透气阻力为30-35 pa，拉力为60n时的位移为90-93mm，拉断时的拉力为95-98n，位移为129-133mm；

22、（2）本发明采用干法成型工艺，无需大量水用于浆料分散，且烘干时间少，烘干时间为6-8.8h，无需高温烧成，有效的缩短了产品周转周期，提高生产效率，节省了大量水及能耗。

技术特征：

1.一种高温纤维过滤管的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括制备纤维网、缠绕成型、烘干；所述缠绕成型的方法为将纤维网在真空模具上缠绕成型，在成型过程中，同步喷淋复合粘结剂的水分散液对纤维网进行施胶，同时真空模具进行抽吸，成型得到高温过滤管坯体；

2.根据权利要求1所述的一种高温纤维过滤管的制备方法，其特征在于：所述α氧化铝的粒径为0.7μm；所述氧化锆的粒径为1μm；所述小颗粒氧化镁的粒径为1μm。

3.根据权利要求1所述的一种高温纤维过滤管的制备方法，其特征在于：所述纤维网与复合粘结剂的质量比例为3:1.5-1.7。

4.根据权利要求1所述的一种高温纤维过滤管的制备方法，其特征在于：所述纤维网在真空模具上缠绕成型的角度和转速设置如下：缠绕角度为67-73°；开始成型时，控制缠绕转速为72-77r/min；成型至壁厚2/3时，将缠绕转速调整至48-52r/min。

5.根据权利要求1所述的一种高温纤维过滤管的制备方法，其特征在于：所述真空模具进行抽吸的压力为0.18-0.22mpa。

6.根据权利要求1所述的一种高温纤维过滤管的制备方法，其特征在于：所述制备纤维网的方法为将选取直径为3-5μm的高铝型硅酸铝纤维棉，经开松、梳理得到厚度为4±0.5mm的纤维网。

7.根据权利要求6所述的一种高温纤维过滤管的制备方法，其特征在于：所述高铝型硅酸铝纤维棉，铝含量52-55wt%，铝硅含量≥99wt%。

8.根据权利要求1所述的一种高温纤维过滤管的制备方法，其特征在于：所述烘干的方法为将高温过滤管坯体从室温开始升温，在0.7-1.2h内升温至77-81℃，然后在1.8-2.2h内升温至98-103℃，保温1.8-2.2h，然后在0.7-1.2h内升温至118-123℃，保温1-2h，得到高温纤维过滤管。

9.一种高温纤维过滤管，其特征在于：所述高温纤维过滤管由权利要求1-8所述制备方法制得。

技术总结
本发明提供一种高温纤维过滤管及其制备方法，属于用于气态流体的过滤材料技术领域，所述制备方法包括制备纤维网、缠绕成型、烘干；所述缠绕成型的方法为将纤维网在真空模具上缠绕成型，在成型过程中，同步喷淋复合粘结剂的水分散液对纤维网进行施胶，同时真空模具进行抽吸；所述复合粘结剂的水分散液，以质量百分比计，包括以下组分：硅溶胶24‑26wt%，硼酸9‑11wt%；纤维素2.6‑3.2wt%，玉米淀粉0.8‑1.2wt%；α氧化铝2.7‑3.3wt%、氧化锆0.8‑1.2wt%、小颗粒氧化镁0.7‑1.3wt%，水补足100%。本发明制备得到强度高，气孔率大、透气阻力小、韧性强的高温纤维过滤管。

技术研发人员：朱泽华,张久美,赵世凯,李杰,李小勇,唐钰栋,介志远,刘玉慧
受保护的技术使用者：山东工业陶瓷研究设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23