一种可更换陶瓷膜的过滤器、制备方法及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种陶瓷膜材料，尤其是一种可更换陶瓷膜的过滤器、制备方法及其使用方法。

背景技术

近几十年，陶瓷膜因为其高效的分离性能，在各行各业的应用越来越广泛，成为生物、化工、能源及环保等多个行业的选择。但陶瓷膜材料价格高、制备工艺复杂，通常需烧成2遍以上，且在使用的过程中易被堵塞，造成膜材料失效，极大地提高了陶瓷膜的使用成本，且在处理高粘度物料及胶体含量较高的物料时，膜材料很快就会被堵塞，可能抽滤一次，高粘度的物料就会吸附在膜材料上，反吹也无法恢复，这就造成膜材料从经济和效率等方面无法适用于这些工况。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种成本低、可更换陶瓷膜的一种可更换陶瓷膜的过滤器，具体技术方案为：

一种可更换陶瓷膜的过滤器，包括支撑体和设置在所述支撑体外表面的陶瓷膜，所述陶瓷膜通过在支撑体的空腔内形成负压，将浆料吸附在支撑体表面形成陶瓷膜，所述陶瓷膜无需热处理、可再生。

优选的，，所述支撑体由以下材料按照质量份数制成：骨料50-90份；粘土粉10-30份；滑石粉5-10份；碳酸钙粉5-10份；聚乙烯醇0.5-2份；水70-120份。

进一步的，所述骨料为氧化铝、碳化硅、氧化硅、氧化钛中的一种。

优选的，所述骨料的粒径为过滤精度的2-25倍。

优选的，所述骨料、粘土粉、滑石粉和所述碳酸钙粉的总重量为100份时；所述聚乙烯醇0.5-2份；所述水70-120份。

进一步的，所述陶瓷膜由以下材料按照质量份数制成：骨料60-90份；粘土粉10-40份；羟甲基纤维素钠0.2-0.5份；水100-400份。

其中，所述骨料的粒径为过滤精度的1-5倍；所述骨料、粘土粉的总重量为100份时；所述羟甲基纤维素钠0.2-0.5份；所述水100-400份。

一种可更换陶瓷膜的过滤器的制备方法，所述可更换陶瓷膜的过滤器包括如下制备步骤：

1)喷雾造粒制备支撑体原料，将骨料、粘土、滑石、碳酸钙及水加入球磨机中，料球比1:1，球磨后加入聚乙烯醇，继续球磨，然后喷雾造粒制成原料；

2)加压成型，压制成有空腔的支撑体毛坯；

3)烧成，在窑炉中进行烧成，烧成温度1100-1400℃；

4)磨加工，通过磨加工制成表面光滑的带空腔的支撑体；

5)膜浆料制备，将骨料、粘土、羟甲基纤维素钠和水加入球磨机球磨；

6)膜层吸附，在支撑体空腔内形成负压，浸入到膜浆料中，吸附后取出。

一种可更换陶瓷膜的过滤器的使用方法，包括以下步骤：

1)过滤，将吸附好膜层的过滤器浸入到待过滤物料中，直至滤饼层不再增厚，将过滤器从待过滤物料中取出，其中，整个过程支撑体的空腔保持负压；

2)反吹，取出过滤器后，用压缩空气或水将滤饼及膜层一起反吹到回收装置中，支撑体恢复通量；

3)膜层吸附，在支撑体空腔内形成负压，浸入到膜浆料中，吸附后取出，支撑体外表面形成陶瓷膜。

优选的，用于高粘度物料的过滤。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种可更换陶瓷膜的过滤器应用于高粘度物料或胶体含量高物料的过滤，通过吸附在支撑体表面形成一层膜层，无需热处理，在进行完过滤处理后，通过反吹的方式将截留物料及膜层一起吹下，使支撑体完全再生，支撑体再次通过吸附在表面形成可更换的陶瓷膜。

解决了高粘度物料难过滤的问题；且可更换陶瓷膜的过滤器的生产成本相对较低，首先它采用了廉价的氧化硅、氧化铝等颗粒为膜制备的主要材料，其次膜材料无需烧成，再者，支撑体可反复利用，有效降低了膜材料的使用成本。

附图说明

图1是管状支撑体示意图；

图2是盘式支撑体剖视图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

一种可更换陶瓷膜的过滤器，包括支撑体和设置在所述支撑体外表面的陶瓷膜，所述陶瓷膜通过在支撑体的空腔内形成负压，将浆料吸附在支撑体表面形成陶瓷膜，所述陶瓷膜无需热处理、可再生。

可更换陶瓷膜材料包括如下制备步骤：

1)喷雾造粒制备支撑体原料。将骨料、粘土、滑石、碳酸钙及水加入球磨机中，料球比1:1，球磨2-6h，加入聚乙烯醇，球磨5-10min，喷雾造粒制成原料。

2)加压成型。通过液压机或等静压机等压制成有空腔的支撑体毛坯。

3)烧成。在窑炉中进行烧成，烧成温度在1100-1400℃之间。

4)磨加工。通过磨加工制成合格的带空腔支撑体。

5)膜浆料制备。将骨料、粘土、羟甲基纤维素钠和水加入球磨机中，料球比1:1，球磨2-6h。

6)膜层吸附。在支撑体空腔内形成负压，浸入到膜浆料中，吸附1-10s后取出。

实施例一

如图1所示，多孔管状可更换碳化硅陶瓷膜材料的制备与应用

制备：

1)喷雾造粒制备支撑体原料。将碳化硅70份、粘土10份、滑石10份、碳酸钙10份及100份水加入球磨机中，料球比1:1，球磨6h，加入聚乙烯醇2份，球磨10min，喷雾造粒制成原料；其中碳化硅的平均粒径20微米；

2)通过干式等静压机压制成圆管状毛坯。

3)烧成。在窑炉中进行烧成，烧成温度在1400℃，保温2小时；

4)磨加工，通过外圆磨床对支撑体外圆进行磨加工，制成表面光洁的支撑体；

5)膜浆料制备，将碳化硅90份、粘土10份、羟甲基纤维素钠0.2份和水100份加入球磨机中，料球比1:1，球磨6h，制成浆料，其中，碳化硅的平均粒径5微米；

6)膜层吸附，在多孔圆管支撑体一端密封，一端开口，空腔内通过真空泵形成负压，再浸入到膜浆料中，吸附1s后取出。

应用

7)过滤，将吸附好膜层的支撑体浸入到待过滤物料中，直至滤饼层不再增厚(过滤通量接近0时)，将膜材料从待过滤物料中取出，整个过程支撑体空腔保持负压；

8)反吹；取出后，用压缩空气或水将滤饼及膜层一起反吹到回收的设施中，支撑体即可恢复通量；

9)反复进行6、7、8的操作，实现膜层的更换、应用。

实施例二

多孔管状可更换氧化铝陶瓷膜材料的制备与应用

制备：

1)喷雾造粒制备支撑体原料，将氧化铝60份、粘土30份、滑石5份、碳酸钙5份及70份水加入球磨机中，料球比1:1，球磨6h，加入聚乙烯醇0.5份，球磨5min，喷雾造粒制成原料，其中，氧化铝的平均粒径50微米；

2)通过干式等静压机压制成圆管状毛坯；

3)烧成；在窑炉中进行烧成，烧成温度在1100℃，保温2小时；

4)磨加工，通过外圆磨床对支撑体外圆进行磨加工，制成表面光洁的支撑体；

5)膜浆料制备。将氧化铝60份、粘土40份、羟甲基纤维素钠0.5份和水150份加入球磨机中，料球比1:1，球磨2h，制成浆料，其中，氧化铝的平均粒径10微米；

6)膜层吸附；在多孔圆管支撑体一端密封，一端开口，同图1所示，空腔内通过真空泵形成负压，再浸入到膜浆料中，吸附10s后取出。

应用

7)过滤；将所述吸附好膜层的支撑体浸入到待过滤物料中，直至滤饼层不再增厚(过滤通量接近0时)，将膜材料从待过滤物料中取出，整个过程支撑体空腔保持负压；

8)反吹，取出后，用压缩空气或水将滤饼及膜层一起反吹到回收的设施中，支撑体即可恢复通量；

9)反复进行6、7、8的操作，实现膜层的更换、应用。

实施例三

盘式可更换氧化铝陶瓷膜材料的制备与应用

制备

1)喷雾造粒制备支撑体原料，将氧化铝(平均粒径3微米)65份、粘土20份、滑石5份、碳酸钙10份及120份水加入球磨机中，料球比1:1，球磨6h，加入聚乙烯醇1份，球磨10min，喷雾造粒制成原料，

2)通过液压机干压成型制成具有中空结构的盘式陶瓷膜支撑体，如图2所示；

3)烧成，在窑炉中进行烧成，烧成温度在1250℃，保温2小时；

4)磨加工，通过平面磨床对支撑体表面进行磨加工，制成表面光洁的盘式陶瓷膜支撑体；

5)膜浆料制备，将氧化铝(平均粒径0.2微米)90份、粘土10份、羟甲基纤维素钠0.3份和水400份加入球磨机中，料球比1:1，球磨6h，制成浆料；

6)膜层吸附，通过盘式陶瓷膜支撑体内径处的孔道抽真空，在支撑体内部空腔形成负压，再浸入到膜浆料中，吸附5s后取出。

应用

7)过滤，将所述吸附好膜层的支撑体浸入到待过滤物料中，直至滤饼层不再增厚(过滤通量接近0时)，将膜材料从待过滤物料中取出，整个过程支撑体空腔保持负压；

8)反吹，取出后，用压缩空气或水将滤饼及膜层一起反吹到回收的设施中，支撑体即可恢复通量；

9)反复进行6、7、8的操作，实现膜层的更换、应用。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明权利要求的保护范围之内。