气固分离多孔陶瓷管

基于多孔陶瓷膜的过滤性能, 可开发多种形式的过滤装置, 有如下方面的应用:

1) 燃煤电厂陶瓷膜过滤器除尘装置. 这被认为是一种最为可信的除尘技术. 目前燃煤电厂采用的静电除尘器, 设备投资大, 能耗高, 除尘的效果仍达不到陶瓷膜的水平.

2) 冶金行业的陶瓷膜过滤器收尘装置. 有色金属冶炼中, 精矿和浸出渣的干燥广泛采用回转干燥窑. 干燥窑产生大量的烟尘, 含有金属微粒, 对环境造成污染. 烟气温度与其露点温度(45~65℃) 很接近, 易造成烟气的结露. 另外, 干燥窑烟尘具有一定的吸湿性. 由于干燥窑烟气的特殊性, 给烟气的收尘带来一定的问题和困难. 用陶瓷膜过滤器进行高温收尘, 则可很好地解决上述问题.

3) 煤的洁净燃烧新工艺——集成气化联合循环发电(IGCC) 路线, 是世界各国都在投资发展的新型高效发电技术, 21世纪将实用化. 在煤气化反应塔和脱硫装置之后进行高温气体粉尘滤除, 利用陶瓷膜过滤器是最佳技术.

4) 工业气体净化, 特别是高温烟气和化工行业气体, 包括工业流程中原料气中固体粒子的脱除与净化, 尾气中固体颗粒的脱除等, 直接关系到下游设备的运行寿命和运行安全, 而这些工业炉窑烟气中的飘尘( 小于10μm的颗粒) , 会危及人体健康. 对于上述处理要求, 普通除尘器很难达到, 但对于无机陶瓷膜过滤器则正是其优势所在.

5) 回收有用的粉体, 特别是高附加值粉尘的回收. 例如在石油化工厂流化床设备中回收催化剂, 在气流输送与喷雾干燥过程中收集粉料, 纳米材料生产和其它超细粉体生产中粉体的回收等.

6) 随着环保要求的提高, 为了保护人类的健康, 像垃圾焚烧, 特别是放射性、传染性等有害废物的烧缩过程, 为防止有害粉尘污染大气, 利用高效能的陶瓷膜过滤器是一种切实可行的方法.

气固分离多孔陶瓷管由于其独特的多孔结构而具有热导率低、体积密度小、比表面积高，以及具有独特物理和化学性能的表面结构等优点，加之陶瓷材料本身特有的耐高温、化学稳定性好、强度高等特点，使多孔陶瓷在能源和环境领域有广泛的应用，具体体现在以下各个方面：

1．消声器。在城市生活中，噪音是一种重要的污染。走在城市的街道上，可以听到来自于汽车排气管、飞机飞行以及空调压缩机工作等造成的各种让人心烦的噪声，而这一切其实都可以通过应用多孔陶瓷得以缓解，甚至消除。多孔陶瓷具有丰富的孔隙，当声波传播到多孔陶瓷上时，在网状的孔隙内引起空气的振动，进而通过空气与多孔陶瓷基体之间的摩擦，声波的能量转变成热能而被消耗，从而达到消除噪声的效果。现在已经得到应用的多孔陶瓷包括安装在汽车排气管中间的蜂窝状多孔陶瓷，用来减少汽车排气管的噪音。一些新型建筑材料也广泛采用多孔泡沫陶瓷作为墙体材料，实践证明可以达到非常好的隔音效果，在住宅、影剧院、医院等需要隔离噪音的场所具有广阔的应用前景。

2．过滤与分离。各种废气、城市生活污水和工业废水都需要进行相应的过滤和分离才能排放到自然环境中，多孔陶瓷则扮演着“环境净化使者”的角色。废气和废液中常常含有一些有毒有害的物质，比如汽车尾气和发电厂烟气中的烟尘，半导体工业废水中的重金属元素等都是重要的环境污染源，如果不加以处理，则会造成酸雨、河流和土壤的污染等严重后果。使用多孔陶瓷，让废气或废液通过多孔的陶瓷体，其中的有害物质颗粒物就会被拦截或者吸附在多孔结构中，而净化后的气体或液体就可以排放到自然界中了。

蜂窝陶瓷过滤尾气的作用机制 这方面的一个典型应用就是柴油机尾气过滤，在城市中，大量公交车都是采用柴油机发动的，但是柴油因为燃烧不完全，在尾气中存在数量巨大的微细碳粒，这也就是我们常常看到的公交车行驶中排放的“黑烟”，这些颗粒物如果被人体吸入就会产生各种呼吸道疾病。柴油车尾气颗粒物过滤的途径是让尾气通过一种“壁流式”的蜂窝陶瓷，这种材料通过一定的模具挤出成型获得类似于马蜂窝一样的结构，但是蜂窝结构的孔道分别在两端被一隔一地堵上，因此当尾气从入口孔道进入后必须流过蜂窝陶瓷孔道的壁，并从出口孔道排出，这也就是这种蜂窝陶瓷被称为“壁流式”的原因。因为气体分子非常小，所以很容易通过疏松多孔的孔壁材料，而尾气中的颗粒物则被捕集在孔壁表面。但是，当捕集的颗粒物数量达到一定程度时就需要通过燃烧碳粒，再生过滤器，这样才能降低气流阻力，继续正常使用。

高温废气的除尘也是多孔陶瓷的一个应用典范。在发达国家，利用多孔陶瓷除尘是一种最新、最有效的高温烟气除尘技术，我国有热电厂几百座、工业锅炉几十万台，每年排放的烟尘高达一亿吨以上，造成严重的环境污染问题，如果采用多孔陶瓷除尘将带来巨大的环保效益。

3.催化剂载体。很多污染物都需要在催化剂的作用下进行催化处理，但是催化剂必须涂覆在一种载体上才能有效的起作用。与金属、高分子等材料相比，陶瓷材料更适用于各种高温、腐蚀性环境，因此被广泛应用在催化剂载体领域。目前得到广泛应用的多孔陶瓷催化剂载体包括用于化工领域的陶瓷膜和用于汽车尾气净化的蜂窝陶瓷，具体而言是在多孔陶瓷基体上形成高比表面积的过渡层材料，然后将催化剂负载于这层高比表面积的过渡层上，就构成了一组催化反应器。比如汽车尾气中的氮氧化物、一氧化碳等对人体有害的气体就可以通过催化转化作用变成氮气和二氧化碳这些没有毒性的气体排放到大气中。虽然起催化作用的是催化剂，但是多孔陶瓷支撑体起到了提供催化反应器和分散催化剂的重要作用，而且支撑体本身性能的优劣（化学稳定性、热稳定性等）将直接影响到催化剂效能的发挥。

4.保温隔热材料。多孔陶瓷具有较高的气孔率和较低的基体导热系数，所以这种材料具有很好的隔热保温效果。利用多孔陶瓷的这种优点可以将其用于各种防止热辐射的场合，以及用于保温节能方面，因此从环保和节能两方面来说都是有利的。举个例子，当冬天或者夏天我们在室内打开空调的时候就需要房屋具有良好的隔热能力，否则室内温度的调节就很难实现。如果房屋的隔热效果很差，那就像开着门窗让空调工作一样，基本上不能达到调节温度的效果，而且因为空调不停地工作而带来了电能的巨大消耗。使用多孔陶瓷制备的建筑材料就可以让房屋具有非常好的保温隔热效果，这种先进的材料目前在国内部分新建的住宅小区和办公楼中已经得到应用。除了日常生活中的应用，多孔陶瓷在航空航天领域也有着重要的应用，比如航天器的热保护系统就广泛采用了多孔陶瓷材料。

5.燃料电池材料。为了缓解能源危机，寻找新的能源，人们提出了使用燃料电池技术来发电，具体而言就是采用氢气、甲烷等燃料通过电化学反应，将化学能转化成电能。历史上燃料电池应用的范例是它曾“参与”了20世纪60年代末美国的“阿波罗”登月计划。该项技术采用了清洁的原料，发电过程没有污染排放，是一种绿色能源技术，因此得到了世界各国的广泛关注，并且已经成为当今科技竞争的前沿课题。固体氧化物燃料电池（SOFC）是目前燃料电池领域的研究热点。

内容简介

本书系为高等学校核化工专业本科生编写的教材。全书共分九章。第

一章为绪论。第二至四章介绍了化学反应动力学、均相反应器和非理想流

动等有关化学反应器设计的基础知识。第五、六两章对气固反应宏观动力

学和固体颗粒几种转化类型气固反应器设计原理作了较详细的讨论。第七

章介绍了各种类型气固反应器和管式反应器计算的基本方法；之后在第八

章中专门讨论了气固流化床反应器的设计及其相关问题。最后一章简要介

绍了固体粉末的流动特性、供料和计量等有关知识。书中并编入了大量例

题。

本书亦可供化工、冶金及无机材料等专业的教学、科研、生产和设计

人员参考。

本书经放射化学与核化工分教材委员会于1989年7月由李洲和汪忠明

主持召开的教材审定会通过，作为高等教育试用教材。

潮气固化型涂料，misturc curern:}lin}s指含}rco端基的聚氨酚预聚物通过与空气中潮气反应生成睬健而固化成膜的潮气固化聚氨醋涂料.既具有聚氨酚涂料的优良性能，又具有单罐装涂料施工方便的特点。

潮气固化型涂料。misturc curern:}lin}s指含}rco端基的聚氨酚预聚物通过与空气中潮气反应生成睬健而固化成膜的潮气固化聚氨醋涂料.既具有聚氨酚涂料的优良性能，又具有单罐装涂料施工方便的特点。此类涂料的附着力、耐腐蚀性和耐化学Lab L-性都很好二可用于油罐、油槽内壁防腐涂装，地下工程坊腐徐装和公共场所的地板等方面

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