高溫煙氣過濾陶瓷的研究及應用現(xiàn)狀

1、1高溫煙氣過濾陶瓷的研究及應用現(xiàn)狀摘要：隨著經濟的快速發(fā)展，我國工業(yè)排放的高溫煙氣粉體日趨增多，高溫煙氣粉塵的排放不僅污染環(huán)境，而且造成大量的熱能浪費。高溫煙氣除塵再利用是一項有效利用氣體熱能的技術，其中過濾關鍵部分為高溫煙氣過濾陶瓷材料。本文主要對國內外多種高溫過濾陶瓷的研究及應用現(xiàn)狀展開對比，闡述各種高溫煙氣過濾材質的優(yōu)缺點。并指出現(xiàn)階段高溫過濾陶瓷研究及應用所面臨的問題，以期為后續(xù)研究提供參考。關鍵詞：高溫煙氣；過濾陶瓷；抗熱震性

2、1引言高溫煙氣除塵是指在高溫條件下直接對煙氣進行氣固分離，實現(xiàn)氣體凈化的一項技術，它可以最有效地利用氣體的物理顯熱、化學潛熱和動力能以及最大程度地利用氣體中的有用資源。因此，它不僅成為電力、能源和相關加工工業(yè)的研究熱點，也是過濾行業(yè)的重要研究課題。由于陶瓷材料具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，它的工作溫度可高達1000℃，并且在氧化、還原等高溫環(huán)境下具有很好的抗腐蝕性，因此，陶瓷材料是高溫氣體除塵的優(yōu)良選材。2國外研究及開發(fā)現(xiàn)狀上世紀70

3、年代，國外就開展了對高溫氣體除塵技術的研究開發(fā)工作。早期，美國能源部開展以無機膜過濾介質為主的高溫氣體過濾除塵技術3及美國電力研究所等用直徑為10～12μm的陶瓷纖維（由質量分數為62%的Al2O3、24%的SiO2、14%的B2O3組成）編織成過濾袋，該過濾袋在816℃、0.98MPa的條件下用0.033ms的過濾速度進行試驗，除塵效率高達99.7%，壓力降為176～1489Pa[5]；美國Acurex公司采用直徑為3μm的陶瓷纖維編

4、織成毯，兩面再蒙上一層陶瓷纖維布或者不銹鋼絲網，在800℃、0.98MPa條件下試驗，過濾速度為0.1ms，除塵效率可達99.9%，清灰采用脈沖空氣反吹，在高溫下反吹5104次，纖維布和毯的強度仍可滿足需求[6]。美國西屋公司開發(fā)的交叉流式無機膜過濾器，在加利福尼亞Montebelfo的Texaco汽化爐上做了8000h的示范實驗，該氣化爐的工作壓力為1.0～3.0MPa，氣體溫度為650～900℃[7]。結果表明，交叉流式過濾器極易在

5、角部斷裂并在過濾體中形成縱向裂縫。此外，日本研制的蜂房式過濾器（一般由多鋁紅柱石或堇青石制成），除塵效率達99%，耐溫400℃。美國DupuntLanxide公司生產的PRD66型試管式陶瓷過濾器外表面涂有碳化硅砂粒的強化尼龍纖維絲纏繞，內表面是滲透率較高的碳化硅剛性架，除塵效率達99%以上；日本Asahi公司生產的均質堇青石陶瓷濾管，孔徑為40～60μm，耐溫達1000℃，抗熱沖擊性較好[8]。在這些高溫陶瓷過濾材料中，最有影響的是日