一种新型陶瓷纤维管的制作方法

技术领域

本发明涉及陶瓷管制作技术领域，尤其涉及一种新型陶瓷纤维管的制作方法。

背景技术

自2017年开始环保高压政策由火电行业向非电行业倾斜，非电行业环保项目市场得到释放。现有废气治理技术多为火电行业成熟技术，但非电行业烟气工况复杂多变，在将火电行业废气治理技术向非电行业转化的过程中存在多种弊端。

废气治理技术主要由脱硫、脱硝和除尘组成。其中，脱硫工艺主要有干法、半干法和湿法三种；脱硝工艺主要有SNCR和SCR两种；除尘主要是布袋除尘。三种工艺的结合往往是对一个企业的要求，但不同行业的工况条件不同，例如温度范围、脱除效率、运行稳定、能源的充分利用、降低成本及运行费用均对工艺的组成有很大的要求，在此情况下，尤其在非电行业，陶瓷一体化废气治理技术应势而生，其核心产品就是陶瓷纤维管。目前的陶瓷纤维管的制作方法一般采用内成型工艺，此工艺制作的陶瓷纤维管，其外表面不平滑，需要进行二次圆度加工，且在使用过程中，经灰尘及脱硫剂对陶瓷纤维管外表面的不断冲击，会降低陶瓷纤维管的使用寿命，后期虽有在加工后的陶瓷管表面涂敷一层硬质剂增强其耐磨性，但此方法也会影响其过滤风速。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种新型陶瓷纤维管的制作方法。

本发明提供的一种新型陶瓷纤维管的制作方法，包括陶瓷纤维白管的成型阶段及陶瓷纤维触媒管的成型阶段；其中，所述陶瓷纤维白管由陶瓷纤维及辅料组成；所述陶瓷纤维触媒管由所述陶瓷纤维白管加触媒催化剂组成。

优选的，所述陶瓷纤维白管的成型阶段的方法包括如下步骤：

1)将陶瓷纤维、辅料及水按照比例及对应的时间，在搅拌罐中进行均匀搅拌，制成浆液状态；

2)启动陶瓷纤维管成型机，并启动抽真空装置，将成型机腔室内抽成负压状态；

3)将浆液出口阀门打开，通过流量泵将浆液打入陶瓷纤维管成型机的腔室内，在负压状态下，将陶瓷纤维附着在陶瓷管多孔模具的内部进行成型；

4)成型后的湿态陶瓷管进入烘干设备进行烘烤，干燥后即可成型；

5)将干燥后的陶瓷管夹持在其专用固化设备上，通过对干燥后的陶瓷管进行旋转，分别对干燥后的陶瓷管的法兰端和堵头端浸渍固化剂，浸渍固化剂的长度范围均为100-250mm；

6)浸渍固化剂的频次及时间为将干燥后的陶瓷管的两端分别分1-6次浸入含固化剂的固化池中静置30s-60s，待固化剂完全吸收后即可；

7)将固化后的陶瓷管放置在烤架上推入烘烤设备进行固化干燥处理；在80-150℃下，烘烤3-8h取出即可得到陶瓷纤维白管的成品。

优选的，所述陶瓷纤维由硅酸铝纤维、氧化铝纤维或氧化锆纤维中的一种或几种组成；所述辅料由铝粉、羧甲基纤维素、变性淀粉或硅溶胶中的一种或几种组成。

优选的，所述固化剂采用树脂或硅溶胶高分子材料。

优选的，所述陶瓷纤维触媒管的成型阶段的方法包括如下步骤：

1)将已固化完成的陶瓷纤维白管分层放置在专用滚轴台车上，滚轴台车可以对放置其上的陶瓷纤维白管沿陶瓷纤维白管的各自的中轴线进行转动；

2)将触媒催化剂通过催化剂输送系统将其送入催化剂喷枪中；

3)通过浸渍用升降设备对催化剂喷枪进行水平移动与垂直升降，将触媒催化剂逐层打入专用滚轴台车上的旋转着的陶瓷纤维白管的管壁内；

4)浸渍完成的陶瓷纤维白管，直接连带滚轴台车推入烘箱中进行烘干；烘干设定温度在80-180℃之间，烘干4-24h，使触媒催化剂完全干燥附着在陶瓷纤维上，即可得到陶瓷纤维触媒管的成品，也即最终的陶瓷纤维管。

优选的，所述触媒催化剂由五氧化二钒、钛白粉、硫脲、吐温、氯化铵、钒酸铵、二乙胺、沸石及水组成，具备脱硝功能。

优选的，所述触媒催化剂由铂、钯或铑中的一种或几种，具备满足去除有机性挥发气体的功能。

优选的，所述触媒催化剂由锰、铁、铈、钼、铜或镍中的一种或几种，适用于含水气的低温环境。

相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：

本发明的新型陶瓷纤维管的制作方法，制作而成的陶瓷纤维管，(1)除尘效率高，陶瓷纤维触媒管壁厚达20mm，由于采用的是多孔模具外成型工艺，即陶瓷纤维白管在多孔模具的内部成型的方式，在陶瓷纤维白管的最外层自然形成一层陶瓷膜，此陶瓷膜为硬质薄膜层，在系统运行时，可以阻挡灰尘及脱硫剂对陶瓷纤维管表面的冲击，提高陶瓷纤维管的使用寿命；最外层的硬质薄膜层孔隙较内层小，可以有效阻挡微颗粒粉尘，使过滤精度可达到5mg/Nm3；外层的致密陶瓷膜，可处理亚微米级以上的微粒，陶瓷膜的致密性可防止粉尘的深度渗透，延长陶瓷纤维触媒管寿命；陶瓷纤维触媒管为表面过滤，清灰效果优越；

(2)脱硝效率高，陶瓷纤维触媒管采用液态纳米级催化剂及其专有喷涂技术后处理，催化剂在陶瓷管内部分布均匀，催化性能优异；催化剂浸渍在陶瓷管内部的陶瓷纤维表面所提供的反应活性位及催化剂与烟气接触的面积是传统蜂窝或板式催化剂的数十倍；烟气通过陶瓷管壁停留时间长达12s(传统SCR脱硝工艺烟气停留时间约3-4s)，反应时间充分，处理效率高；

(3)脱硫效率高，采用高效的脱硫剂，结合系统烟道内的一次脱硫及陶瓷管外表层的固定床二次脱硫，可保证高效的脱硫性能；

(4)运行阻力低，本申请新型陶瓷纤维管的制作方法制作的陶瓷纤维触媒管属于多孔梯度陶瓷纤维复合膜过滤元件，由大孔径、高强度、高透气性陶瓷支撑体及高过滤精度的陶瓷纤维复合过滤膜组成；使用寿命长，陶瓷纤维触媒管基材为无机盐、矿物纤维等，耐高温，几乎对所有的化学品都有惰性；陶瓷触媒管为先高效除尘，再通过内侧喷涂催化剂脱硝，催化剂几乎与粉尘不接触，抗重金属及碱金属毒化效果优越；

(5)陶瓷纤维管成型后，最外层表面的硬质薄膜层较为平滑不用经过后期二次加工，减少了生产时间及成本；目前行业中有很多陶瓷管因属于内部成型工艺，故表面需要经过二次加工圆度，增加了生产时间及成本。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为新型陶瓷纤维管的制作方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

请参考图1，本发明的实施例提供了一种新型陶瓷纤维管的制作方法，包括陶瓷纤维白管的成型阶段及陶瓷纤维触媒管的成型阶段；其中，陶瓷纤维白管由陶瓷纤维及辅料组成；陶瓷纤维触媒管由陶瓷纤维白管加触媒催化剂组成。

在一优选实施例中，陶瓷纤维白管的成型阶段的方法包括如下步骤：

1)将陶瓷纤维、辅料及水按照比例及对应的时间，在搅拌罐中进行均匀搅拌，制成浆液状态；

2)启动陶瓷纤维管成型机，并启动抽真空装置，将成型机腔室内抽成负压状态；

3)将浆液出口阀门打开，通过流量泵将浆液打入陶瓷纤维管成型机的腔室内，在负压状态下，将陶瓷纤维一层一层的附着在陶瓷管多孔模具的内部进行成型；

由于陶瓷纤维白管通过主轴伸入多孔模具的内部进行喷涂浆液，在多孔模具作用下，经外部真空抽滤，陶瓷纤维在多孔模具内部分层成型，在成型过程中，外部真空一直作用，故在陶瓷纤维白管表皮会生成一种陶瓷膜，此陶瓷膜为硬质薄膜层，且随着浆液的逐渐减少及真空压力的降低下，在成型的陶瓷纤维白管的管壁上的孔隙为从外至内层逐渐增大，外部的硬质薄膜层可以阻挡系统运行时，灰尘及脱硫剂对陶瓷纤维管表面的冲击；

外部的硬质薄膜层孔隙较内部小，可以有效阻挡微颗粒粉尘，使过滤精度可达到5mg/Nm3。

由于本申请的制作方法采用的是多孔模具的外成型方式，在陶瓷纤维白管的最外层生成的一层的陶瓷膜上存在均布有微凸起点的特征。

4)成型后的湿态陶瓷管进入烘干设备进行烘烤，干燥后即可成型；

为了适应不同工况条件，在陶瓷纤维管安装方式及喷吹清理的特定条件下，防止容易受到冲击或夹持而碎裂崩解的法兰端及堵头端需进行固化处理，提升所制得的陶瓷纤维滤管的整体强度；具体固化方式如下：

1)将干燥后的陶瓷管夹持在其专用固化设备上，通过对干燥后的陶瓷管进行旋转，分别对干燥后的陶瓷管的法兰端和堵头端浸渍固化剂，浸渍固化剂的长度范围均为100-250mm；

2)浸渍固化剂的频次及时间为将干燥后的陶瓷管的两端分别分1-6次浸入含固化剂的固化池中静置30s-60s，待固化剂完全吸收后即可；

3)将固化后的陶瓷管放置在烤架上推入烘烤设备进行固化干燥处理；在80-150℃下，烘烤3-8h取出即可得到陶瓷纤维白管的成品。

将固化完成的陶瓷纤维白管放置在磨法兰装备上，将法兰端进行精磨处理，以达到安装的准确性。

陶瓷纤维白管产品的主要功效如下：

产品用途：主要用于窑炉烟气超低尘净化及酸性组分去除；

适用温度：普通滤芯烟气温度适用于200-1000℃，浸渍防水层滤芯温度低于200℃使用；

产品特征：陶瓷多管束系统集成可实现高效去尘及高效脱酸；耐高温；长寿命；

净化效果：净化烟尘小于5mg/Nm

典型工艺：吸附剂调质+陶瓷纤维白管+中、低温SCR催化剂系统工艺

工艺优势：解决中低温烟气多污染物超低排放，如高效去尘、高效脱酸及高效脱硝等；

净化效果：净化尘小于5mg/Nm

在一优选实施例中，陶瓷纤维由硅酸铝纤维、氧化铝纤维或氧化锆纤维等矿质纤维中的一种或几种组成；辅料由铝粉、羧甲基纤维素、变性淀粉或硅溶胶中的一种或几种组成。

在一优选实施例中，固化剂选择树脂或硅溶胶等有固化硬度功能的高分子材料。

陶瓷纤维触媒管的成型阶段的方法为由陶瓷纤维白管加触媒催化剂组成即可得到最终的陶瓷纤维管成品，包括如下步骤：

1)将已固化完成的陶瓷纤维白管分层放置在专用滚轴台车上，滚轴台车可以对放置其上的陶瓷纤维白管沿陶瓷纤维白管的各自的中轴线进行转动；

2)将触媒催化剂通过催化剂输送系统将其送入催化剂喷枪中，催化剂喷枪为长杆喷枪，可以伸入陶瓷纤维白管的内部；

3)通过浸渍用升降设备对催化剂喷枪进行水平移动与垂直升降，将触媒催化剂逐层打入专用滚轴台车上的旋转着的陶瓷纤维白管的管壁内；其中，由于陶瓷纤维白管为实时旋转着，触媒催化剂通过催化剂喷枪均匀的喷涂在陶瓷纤维白管的内侧的壁面上，催化性能优异；

4)浸渍完成的陶瓷纤维白管，直接连带滚轴台车推入烘箱中进行烘干；烘干设定温度在80-180℃之间，烘干4-24h，使触媒催化剂完全干燥附着在陶瓷纤维上，即可得到陶瓷纤维触媒管的成品，也即最终的陶瓷纤维管。

陶瓷纤维触媒管的主要功效如下：

产品用途：用于工业窑炉烟气高效脱硫脱硝除尘、二恶英及其他酸性组分净化；

净化效果：净化尘小于5mg/Nm

适用温度：适用于烟气温度260-400℃范围内；

适用范围：玻璃窑炉、锅炉、焦化炉、烧结机及垃圾处理等；

典型工艺：还原剂氨水+吸附剂调质+陶瓷纤维触媒管反应釜一体化工艺；

工艺特征：主要解决烟气多污染物协同处理，可高效去除烟气中的烟尘、硫化物及氮化物等；

净化效果：净化尘小于5mg/Nm

陶瓷纤维触媒管主要由陶瓷纤维白管加触媒催化剂组成。根据不同的需求，可以在陶瓷纤维白管管壁上浸渍不同功能的触媒催化剂，如需要具备脱硝功能的专用催化剂，主要成分由五氧化二钒、钛白粉、硫脲、吐温、氯化铵、钒酸铵、二乙胺、沸石和水等；如需具备满足去除有机性挥发气体的催化剂，主要含铂、钯、铑或其他稀土元素中的一种或几种；如需适用于含水气的低温环境中时，则催化剂成分含锰、铁、铈、钼、铜、镍中的一种或几种。

本申请的新型陶瓷纤维管的制作方法制作的陶瓷纤维管是一种适合非电行业烟气排放要求的环保系统工艺核心产品，利用该产品的工艺特性，可以满足国家环保形式的要求，适应企业的需求，具体优点主要体现在：

1.除尘效率高：陶瓷触媒管壁厚达20mm，外层为致密陶瓷膜，可处理亚微米级以上的微粒。陶瓷膜的致密性可防止粉尘的深度渗透，延长陶瓷触媒管寿命；陶瓷触媒管为表面过滤，清灰效果优越。

2.脱硝效率高：陶瓷触媒管采用液态纳米级催化剂及其专有喷涂技术后处理，催化剂在陶瓷管内部分布均匀，催化性能优异；催化剂浸渍在陶瓷管内部的陶瓷纤维表面所提供的反应活性位及催化剂与烟气接触的面积是传统蜂窝或板式催化剂的数十倍；烟气通过陶瓷管壁停留时间长达12s(传统SCR脱硝工艺烟气停留时间约3-4s)，反应时间充分，处理效率高。

3.脱硫效率高：采用高效的脱硫剂，结合系统烟道内的一次脱硫及陶瓷管外表层的固定床二次脱硫，可保证高效的脱硫性能。

4.运行阻力低：陶瓷触媒管属于多孔梯度陶瓷纤维复合膜过滤元件，由大孔径、高强度、高透气性陶瓷支撑体及高过滤精度的陶瓷纤维复合过滤膜组成。

5.使用寿命长：陶瓷触媒管基材为无机盐、矿物纤维等，耐高温，几乎对所有的化学品都有惰性；陶瓷触媒管为先高效除尘，再通过内侧喷涂催化剂脱硝，催化剂几乎与粉尘不接触，抗重金属及碱金属毒化效果优越。

6.采用模块化设计：反应釜模块之间单独运行，互不影响，单个反应釜模块可实现在线检修。排放标准提标时无需重复建设设备，只需增加反应釜模块即可。

7.一体化工艺流程短，占地少，故障点少，维护简单。

8.机电设备少，运行费用低。

9.采用完善的控制系统，操作更简捷。

10.采用成熟的材料和设备，降低成本，节约投资。

11.操作弹性宽，适应负荷变化大。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。