一种陶瓷填料的生产工艺的制作方法

文档序号:12394735阅读:187来源:国知局

本发明涉及一种陶瓷填料的生产工艺,属于石油化工传质分离设备技术领域。



背景技术:

在化学工程中,填料指装于填充塔内的惰性固体物料,例如鲍尔环和拉西环等,其作用是增大气-液的接触面,使其相互强烈混合。散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔内,又称为乱堆填料或陶瓷填料。散装填料根据结构特点不同,又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。

目前填料塔已经广泛地应用于化工、石油、医药、环保等工业领域的精馏、吸收、萃取等单元操作中,是一种传统的流体接触设备,用于气—液、液—液之间的两相接触以实现质量传递或者化学反应,填料塔内部一般装有一层或者多层填料,填料塔传质性能的好坏主要取决于所用填料的性能,填料按其结构划分可以分为规整填料和陶瓷填料。

填料在使用时都处于高温环境,并且传质分离的物料成分复杂,往往呈酸性或者碱性,使得填料非常容易在高温的工作环境中被腐蚀和老化。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是,针对现有技术不足,提出一种可以制得耐腐蚀、耐高温的陶瓷填料的生产工艺。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是:一种陶瓷填料的生产工艺,包括以下步骤:

(1)配料:所述陶瓷填料的原料中各成分的质量百分比为:AlN粉:2.26-2.43%、硅灰石:3.05-3.16%、透辉石:2.56-3.78%、乙酰丙酮:0.11-0.16%、骨炭:0.26-0.37%、铬:1.1-1.3%、钛:1.2-1.4%、铌:0.2-0.4%、锌:0.1-0.3%、钐:0.5-0.8%、钕:0.2-0.4%、铕:0.05-0.08%、钆:0.2-0.3%、铝:2.3-2.8%,余量为粘土;

(2)混合球磨:将原料按所述质量百分比放入混合球磨仪进行混合球磨,混合球磨后原料的粒径在300-450目之间;

(3)练泥:将混合球磨后的原料加水混合,加水后原料水分含量为25-29%,将加水后的原料放入真空练泥机进行练泥,真空度为0.05-0.06Mpa;

(4)成型:使用模具压制成陶瓷填料形状;

(5)低温干燥:将成型后的陶瓷填料送入低温干燥机进行低温干燥,控制干燥温度为85-90℃,干燥至成型填料水份小于3%;

(6)入窑烧制:将成型后的填料送入隧道窑烧制;

(7)冷却:烧制后冷到210-230℃时,取出空冷至室温;

(8)超声波清洗:将陶瓷填料置于浓度为15%~20%的氯化钠溶液中,利用超声波发生装置对所述氯化钠溶液施加超声波,超声波的频率和声强分别是17KHZ~27MHZ和8~15W/cm2

(9)离子处理,具体如下:

A、聚阴离子溶液处理:将陶瓷填料浸入浓度为0.05-0.2mol/L的聚苯乙烯磺酸钠溶液,控制溶液的PH值为3-5,浸渍25-30分钟,后用纯水洗涤;

B、聚阳离子溶液处理:将聚阴离子溶液处理过的陶瓷填料浸入浓度为0.05-0.2mol/L的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中,控制溶液的PH值为4-6,浸渍25-30分钟,后用纯水洗涤;之后将陶瓷填料置于70-80℃的烘箱中0.5-1小时;

(10)电镀:陶瓷填料表面电镀锌镍合金镀层,锌镍合金镀层厚度为60±20μm。

上述技术方案的改进是:步骤(1)中所述陶瓷填料的原料中各成分的质量百分比为:AlN粉:2.26%、硅灰石:3.05%、透辉石:2.56%、乙酰丙酮:0.11%、骨炭:0.26%、铬:1.1%、钛:1.2%、铌:0.2%、锌:0.1%、钐:0.5%、钕:0.2%、铕:0.05%、钆:0.2%、铝:2.3%,余量为粘土。

上述技术方案的改进是:步骤(1)中所述陶瓷填料的原料中各成分的质量百分比为:AlN粉:2.43%、硅灰石:3.16%、透辉石:3.78%、乙酰丙酮:0.16%、骨炭:0.37%、铬:1.3%、钛:1.4%、铌:0.4%、锌:0.3%、钐:0.8%、钕:0.4%、铕:0.08%、钆:0.3%、铝:2.8%,余量为粘土。

本发明采用上述技术方案的有益效果是:

(1)使用真空练泥机,使得原料各组分分布趋于均匀,结构比较致密,泥料的可塑性和干燥强度都有所提高;

(2)通过低温干燥使得成型填料水份小于3%,使得烧制时间大幅缩短并且能耗降低;

(3)使用电场激活热压辅助燃烧炉烧结,耗能低效率高,制得填料强度高;

(4)陶瓷填料烧制后通过超声波清洗,有效去除了表面灰尘,提高之后电镀操作质量;

(5)在填料的表面经过离子处理可以进行电镀,通过电解质的均匀导电,使得在电镀时镀层附着更加均匀,从而提高了后续电镀操作的质量,使得锌镍合金镀层覆盖的更加紧密均匀,并且有效防止镀层脱落,使得填料的耐腐蚀性和强度进一步提高。

具体实施方式

实施例一

本实施例的陶瓷填料的生产工艺,包括以下步骤:

(1)配料:AlN粉:2.26%、硅灰石:3.05%、透辉石:2.56%、乙酰丙酮:0.11%、骨炭:0.26%、铬:1.1%、钛:1.2%、铌:0.2%、锌:0.1%、钐:0.5%、钕:0.2%、铕:0.05%、钆:0.2%、铝:2.3%,余量为粘土;

(2)混合球磨:将原料按所述质量百分比放入混合球磨仪进行混合球磨,混合球磨后原料的粒径在300-450目之间;

(3)练泥:将混合球磨后的原料加水混合,加水后原料水分含量为25-29%,将加水后的原料放入真空练泥机进行练泥,真空度为0.05-0.06Mpa;

(4)成型:使用模具压制成陶瓷填料形状;

(5)低温干燥:将成型后的陶瓷填料送入低温干燥机进行低温干燥,控制干燥温度为85-90℃,干燥至成型填料水份小于3%;

(6)入窑烧制:将成型后的填料送入隧道窑烧制;

(7)冷却:烧制后冷到210-230℃时,取出空冷至室温;

(8)超声波清洗:将陶瓷填料置于浓度为15%~20%的氯化钠溶液中,利用超声波发生装置对所述氯化钠溶液施加超声波,超声波的频率和声强分别是17KHZ~27MHZ和8~15W/cm2

(9)离子处理,具体如下:

A、聚阴离子溶液处理:将陶瓷填料浸入浓度为0.05-0.2mol/L的聚苯乙烯磺酸钠溶液,控制溶液的PH值为3-5,浸渍25-30分钟,后用纯水洗涤;

B、聚阳离子溶液处理:将聚阴离子溶液处理过的陶瓷填料浸入浓度为0.05-0.2mol/L的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中,控制溶液的PH值为4-6,浸渍25-30分钟,后用纯水洗涤;之后将陶瓷填料置于70-80℃的烘箱中0.5-1小时;

(10)电镀:陶瓷填料表面电镀锌镍合金镀层,锌镍合金镀层厚度为60±20μm。

实施例二

本实施例的陶瓷填料的生产工艺,包括以下步骤:

(1)配料:所述陶瓷填料的原料中各成分的质量百分比为:AlN粉:2.43%、硅灰石:3.16%、透辉石:3.78%、乙酰丙酮:0.16%、骨炭:0.37%、铬:1.3%、钛:1.4%、铌:0.4%、锌:0.3%、钐:0.8%、钕:0.4%、铕:0.08%、钆:0.3%、铝:2.8%,余量为粘土;

(2)混合球磨:将原料按所述质量百分比放入混合球磨仪进行混合球磨,混合球磨后原料的粒径在300-450目之间;

(3)练泥:将混合球磨后的原料加水混合,加水后原料水分含量为25-29%,将加水后的原料放入真空练泥机进行练泥,真空度为0.05-0.06Mpa;

(4)成型:使用模具压制成陶瓷填料形状;

(5)低温干燥:将成型后的陶瓷填料送入低温干燥机进行低温干燥,控制干燥温度为85-90℃,干燥至成型填料水份小于3%;

(6)入窑烧制:将成型后的填料送入隧道窑烧制;

(7)冷却:烧制后冷到210-230℃时,取出空冷至室温;

(8)超声波清洗:将陶瓷填料置于浓度为15%~20%的氯化钠溶液中,利用超声波发生装置对所述氯化钠溶液施加超声波,超声波的频率和声强分别是17KHZ~27MHZ和8~15W/cm2

(9)离子处理,具体如下:

A、聚阴离子溶液处理:将陶瓷填料浸入浓度为0.05-0.2mol/L的聚苯乙烯磺酸钠溶液,控制溶液的PH值为3-5,浸渍25-30分钟,后用纯水洗涤;

B、聚阳离子溶液处理:将聚阴离子溶液处理过的陶瓷填料浸入浓度为0.05-0.2mol/L的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中,控制溶液的PH值为4-6,浸渍25-30分钟,后用纯水洗涤;之后将陶瓷填料置于70-80℃的烘箱中0.5-1小时;

(10)电镀:陶瓷填料表面电镀锌镍合金镀层,锌镍合金镀层厚度为60±20μm。

由于原料可塑性好,所述步骤(5)成型时,可以将原料压制成拉西环、阶梯环或者鲍尔环状。

本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

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