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蜂窝陶瓷用途 蜂窝陶瓷有什么特点?

来源:九正陶瓷网 发布日期:2019-11-05 13:42:31 查看次数:250
【九正建材网】蜂窝陶瓷是一种结构似蜂窝形状的新型陶瓷产品。很多人也许都不太了解的吧,广泛应用在化工、电力、冶金、石油、电子电器、机械等工业中,而且越来越广泛,大多人数都直接接触的少,那么蜂窝陶瓷用途是什么?蜂窝陶瓷有什么特点?别急,下面九正陶瓷网就来为大

蜂窝陶瓷是一种结构似蜂窝形状的新型陶瓷产品。很多人也许都不太了解的吧,广泛应用在化工、电力、冶金、石油、电子电器、机械等工业中,而且越来越广泛,大多人数都直接接触的少,那么蜂窝陶瓷用途是什么?蜂窝陶瓷有什么特点?别急,下面九正陶瓷网就来为大家讲解一番,一起来看看吧。

蜂窝陶瓷

蜂窝陶瓷用途

蜂窝陶瓷的应用已非常广泛,在很多领域都有成功的应用,以下是几种较典型的应用。

1、蓄热体

20世纪90年代初,日本科学家首先发明了高温空气燃烧技术(HTAC),该技术通过换向装置使两个蓄热室交替吸热放热,最大限度地回收烟气的热量,再把炉内的助燃空气和煤气加热到1000℃以上,即使低热值的劣质燃料也能实现稳定着火和高效燃烧。应用HTAC技术可节省燃料达40%~70%,产量提高15%以上,钢坯氧化烧损小于40%,NOX排放小于100ppm,排放的烟气温度低于150℃,大大降低了地球大气的温室效应。而应用实践表明,HTAC技术的关键是能否研制出高性能的蜂窝陶瓷蓄热体。高性能的蜂窝陶瓷蓄热体必须具有耐高温、抗腐蚀、热震稳定性好、强度高、蓄热量大、导热性能好等优点。

目前HTAC技术被广泛用于钢铁、机械、建材、石化、有色金属冶炼等行业的各种加热炉、热风炉、热处理炉、裂解炉、烘烤器、熔化炉、均热炉、油气锅炉等窑炉中。如果全国大多数工业窑炉都采用HTAC技术,其经济效益和社会效益不可估量,将极大地缓解能源紧缺的状况,并改善人类的生存环境。

2、催化剂载体

交通运输业是全球主要环境污染源之一。汽车尾气中主要含有一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOX)、碳氢化合物(HC)。为了解决这一问题,目前世界各国都趋向于使用三元催化剂。三元催化净化器主要由外壳、载体和催化剂三部分组成,其中载体是最基本、最关键的因素。在汽车尾气催 化器采用的载体材料中,得到广泛应用的是陶瓷材料。在载体表面涂附一层催化活性组分,一般为Pt、Rh和Pd等比较昂贵的贵金属,催化剂活性组分就可以使废气中的有害成分转变为无害的CO2、H2O和N2 而排出。

相对传统球状载体,蜂窝陶瓷具有比表面大、气阻小等优点,涂覆特定的催化剂后,则可实现对目标反应的选择性催化,大幅度地提高通过其孔道流体的转换效率和反应速率。因此目前人们一致认为用蜂窝陶瓷制造的汽车净化器是控制汽车尾气排放的最有效的方法。

3、蜂窝陶瓷填料

蜂窝陶瓷在化工行业的应用也越来越广泛。一方面为扩大生产规模,大幅提高生产效率,要求塔填料提供的化学反应比表面积更大。但我们现有的散堆型的拉西环、矩鞍环、阶梯环和球形陶瓷填料,比表面积仅有120~180m2/m3,整体式的组合环、波纹板也分别仅有200m2/m3和400~500m2/m3,已不能适应大规模化、高效化生产的需要;另一方面,出于节能减排环保的需要,用户要求填料在反应塔中堆积所形成的流体阻力减小,以大幅节约能源。由于散堆型填料堆积形成的孔隙小,孔道极不规则,气体、液体的流通阻力很大,造成空压机电耗或蒸汽消耗等能耗居高不下,无法或难以实现国家节能减排的战略任务和实施可持续发展。

客观环境要求我们开发出全新一代的具有高比表面积和很小的流通阻力的化工陶瓷填料——蜂窝形陶瓷填料,其最简单的产品(规格60目/吋2),可提供1000m2/m3的比表面积和70%左右的气、液流通孔开孔率,从而使气阻呈数量级下降,节约石油、化工、化肥、有色冶炼等用户50%以上的能源。事实上,此种产品早在上世纪八十年代在一些欧美发达国家开始采用,今天在发达国家已普遍使用。该产品应成为我们湘东区陶瓷填料厂家高度关注和积极开发、着力推广的新产品。

4、过滤材料

蜂窝陶瓷作为过滤材料有以下优点:

(1)化学稳定性好,耐酸碱及有机溶剂;

(2)极好的耐急热急冷性能,工作温度可高达1000℃;

(3)抗菌性能好,不易被细菌降解,不易堵塞且易再生;

(4)较强的结构稳定性,孔径分布狭窄,渗透率高;

(5)无毒,尤其适用于食品和药物的处理。其主要在冶金行业得到应用。蜂窝陶瓷体的比表面积大,提高了过滤片吸附和捕捉细小杂质的能力,比传统多孔陶瓷过滤效果好,金属液流动平稳。

通过过滤可取得以下效果:

(1)净化金属液,去除非金属杂质和气体;

(2)使金属液充型平稳,减少漩涡;

(3)简化浇注系统,提高工艺出品率;

(4)减少铸件气孔、优化、细化金属组织;

(5)提高铸件表面质量和力学性能;

(6)降低铸件废品率;

(7)减少加工余量和提高刀具寿命,降低铸造成本。

蜂窝陶瓷

蜂窝陶瓷有什么特点?

蜂窝陶瓷的特点:环保陶瓷 陶瓷材料由于其高强度、耐高温、耐腐蚀、耐磨等特异性能可广泛应用于各种环保领域,如汽车尾气排放等。

1、用于微过滤、超过滤和纳过滤用的多孔超薄陶瓷和聚合陶瓷薄膜 陶瓷无机膜的发展始于世纪美国科学家首次采用多孔陶瓷膜来分离腐蚀性极强的UF 6 同位素。由于SiO2 、Al2O3 、MgO、ZrO2 、TiC、UC等无机硅酸盐材料制备的无机膜具有聚合物有机薄膜无法比拟的优越性,21世纪起,无机陶瓷薄膜的开发和应用研究得到了更进一步的发展,除了传统的核工业、航空航天、食品工业、化工、生物等工业,在环境领域的应用和发展特别引起了世界各国的重视。

德国茵莱精密陶瓷有限公司已研发出具世界领先水平的用于微滤(1?m至30nm)、超滤(30nm至3nm)和纳滤(3nm至0.9nm)用的多孔陶瓷薄膜,并已开发出多种规格和用途的工业实际应用成套分离和过滤装置,如对含放射性物质废水的三级陶瓷膜过滤净化处理装置。这种用于微滤、超滤、纳滤用的多孔陶瓷薄膜是一种进行物质分离和能量传输的中间介质隔膜,薄膜根据实际需要制成所需孔径(微米级、亚微米级和纳米级微孔),所有薄膜都有界定的阻断过滤值,如超滤(用于对诸如乳胶浊液的清理、消毒灭菌和其它化学物质的纯化)和纳滤(用于固化微生物和细胞的生物陶瓷载体,固化后的生物膜用来生产如蛋白和疫苗这样的生物活性物质)。其中,0.9nm孔径纳滤膜是世界已知最小孔径的纳滤陶瓷膜,阻断过滤值小至450g/mol,如果界定的阻断过滤值为<1000g/mol,试验证明可以对SO42-的阻止高达90%。

多孔陶瓷载体是上述三种陶瓷过滤膜的基础,并决定过滤组件的形状和陶瓷膜面积大小。我司开发的过滤组件在高至450°C的温度和60巴大气压的环境下能完全正常工作,可用各种酸碱液或蒸汽高温冲洗。这些陶瓷载体通过不同生产工艺制造出平板形、毛细管形、单孔道、多孔管道等。平板载体厚度1mm,需要时可用陶瓷粘接技术将多个盘形体层黏在一起。毛细管陶瓷载体的直径可小至1.1mm。多孔管道陶瓷载体的尺寸大小不一(22孔道载体的标准尺寸为宽101mm,厚6mm,孔道直径3mm)。载体的具体形状、尺寸大小取决于陶瓷薄膜面积和分离过滤用途,并与不锈钢套体结合一起使用。

薄膜中间隔有一或数层多孔陶瓷体,用特别的工艺镀膜在粗糙的多孔陶瓷基体上,陶瓷基体可以是多种形状的平面或管道,其制备依据分离要求可用溶胶-凝胶工艺、发泡工艺、有机泡沫浸渍工艺、添加造孔剂工艺等备制。分离膜两边的物质粒子由于尺寸大小、扩散系数或溶解度的差异等,在一定力差、浓度差、电位差或化学位差的驱动下发生传质过程。传质速率的不同会导致选择性透过,进而引起混合物的分离。

我司拥有世界上已知的所有纳米陶瓷镀膜工艺技术,包括溶胶镀膜技术。常规的涂层技术如浸涂、喷涂、旋转涂等也可用来制作溶胶薄膜,然后通过烧制或固化将这层溶胶薄膜转化成陶瓷膜。各种镀膜技术适合不同产品用途,含水多的溶胶镀膜技术生成一种所谓的胶态溶液,其离散颗粒受表面荷质比影响非常稳定。溶胶层在400°C-600°C温度烧制,可以生成TiO2、ZrO2和γ-Al2O3这样的间隙多孔薄膜,非常适合超过滤用途。通过可控水解生成带自由羟基的齐聚物聚合溶液,这种生成过程可以通过加入一定量的水或加入某种抑制水分解的络合剂来实现,羟基通过缩聚作用在200°C-500°C度时固化,形成陶瓷微孔网状系统。由此可制成适用于纳滤和纳米级气体分离的TiO2、ZrO2、Al2O3和SiO2无定形微孔陶瓷膜。

我司研制出的纳米过滤薄膜,其孔结构与以粒子间孔结构为特征的微过滤和超过滤薄膜不同,是一种无单个粒子的不定形无组织微孔结构,通过聚合溶胶技术镀膜而成。开发的陶瓷薄膜在制备时是根据要过滤和分离物质的大小的具体需要特制成所需孔径和孔隙数量,故每一薄膜根据用途的不同而都有界定的阻断过滤值,即这种陶瓷薄膜的孔径和孔隙数量可根据用途不同在制备时予以调整。另外,陶瓷薄膜技术是以物理原理为基础的,无需化学品的辅助,没有二次污染,效率高,能耗低,操作简易。化学稳定性非常好,耐腐蚀、耐高温、结构造型稳定、机械强度高,能经受高速粒子粉尘的冲击,可在高压高温和腐蚀环境中应用,有利于提高流通量,并可有效地对陶瓷薄膜进行酸碱、高压反冲和高温蒸汽清洗。采用我司陶瓷膜的液相和气体分离成套工业应用设备已经成功应用在包括核工业、航空航天、食品工业、医药、环保等众多实际工业领域中,包括对放射性废水的净化处理、聚合物薄膜与陶瓷薄膜结合的抑制和排除蛋白的超过滤净化、用于净化处理含重金属和有机物废水的陶瓷薄膜生物反应器、净化处理辊轧乳液的陶瓷薄膜超过滤净化装置、对生产玻璃纤维产生的废水的两级薄膜过滤净化处理装置等等。

陶瓷薄膜在环保中的过滤和分离应用范围非常广。在对纺织或印染厂的有色废水经陶瓷薄膜净化过滤处理时,不仅可清除各种有害化学物质,也可以对溶入水中的化学色剂分子进行分离回收并再次循环实用。薄膜陶瓷也可以通过将可溶金属离子转化成非溶性金属碳酸盐来减少工业废水中的重金属,当薄膜上的金属碳酸盐堆积到一定量时对其进行冲洗然后用另一过滤器回收,经济效益非常明显。

由于纳米孔径级陶瓷薄膜的发展和应用,使采用无机陶瓷薄膜对含低分子有机污染物、重金属离子、表面活性剂废水的处理成为可能。故薄膜陶瓷不仅在净化生活用水、处理工业用水和废水等环境治理方面,同时在冶金、化工、食品、医药、生物技术等领域都有着极好的市场应用前景。茵莱精密陶瓷有限公司的陶瓷溶胶镀膜及各种溶胶和纳米复合薄膜的生产完全是在公司超净厂房内进行的(等级10/100±5%;室温:±1 °C)。不仅研发、生产各种薄膜,同时可为客户研发设计适合客户特定产品的陶瓷薄膜和过滤分离系统集成。

2、陶瓷触媒 我公司开发的陶瓷催化或触媒技术和产品在工业废气和废水净化处理中的应用已越来越广泛。催化体的化学组成及设计因具体实际应用而各不相同,其几何体和形状可以多种多样,如蜂窝瓷、颗粒陶瓷、球形陶瓷、多孔或单孔管道陶瓷等。典型的陶瓷材料有:堇青石、莫来石、块滑石、高铝、碳化硅、氧化钛、氧化锆、电刚玉、沸石、复合陶瓷等。用途从简单的瓦斯焊枪、汽车尾气处理、大型柴油发电机的废气净化到用于工业废气处理、热交换及热储存的大型蜂窝瓷。例如:

分解一氧化二氮(Nitrous oxide)的陶瓷触媒 在硝酸(Nitric-acid)生产中,利用一种特殊的陶瓷触媒体可完全分解一氧化二氮,将其分别分解至相应的元素而不会产生NOX,主要产品锘(NO)不会受任何影响。

氧化碳氢化合物的陶瓷触媒 用钙钛类氧化材料研制的陶瓷触媒体可以氧化碳氢化合物,其催化性能远胜于贵金属触媒,特别在抗高温、抗腐蚀、抗毒性和低成本经济性方面表现尤为突出。

氧化卤代烃(Halogenated hydrocarbons)的陶瓷触媒 在过渡金属氧化物混合物基础上开发的陶瓷触媒可以分解卤代烃,其活性、选择性和使用寿命要远优于常规催化剂。

蜂窝陶瓷

汽车尾气处理用陶瓷触媒转化器 为了控制汽车的废气污染,降低一氧化碳、黑烟及其他有毒气体的排放,触媒转化器从70年代末开始被使用在汽车上。在过去数十年中的技术发展中,汽车制造厂使用了许多不同的方式来降低排放污染,例如排气循环、燃料箱油气回收及引擎电子控制系统等,但触媒转化器一直是降低有害废气排放的最有效方法。在触媒转化器的化学反应中,贵金属原子产生各种不同的过渡反应,使整体反应活化能降低,进而提高废气转化成一般无害气体的反应机率,而触媒本身在化学反应后仍然保持原来的状态,这是触媒转化器和传统排烟过滤器的最大差异。触媒转化器不仅有良好的使用寿命,也避免了长期使用后被阻塞的可能性。

大部分的现代触媒转化器包含了两个部分:还原性蜂窝瓷及氧化性蜂窝瓷。当废气通过还原性蜂窝瓷时,氮氧化物首先被分解为氮气和氧气。当废气进一步通过氧化性蜂窝瓷时,一氧化碳和碳氢化合物被进一步氧化成二氧化碳及水。此时前一阶段产生的氧气亦有助于此类氧化反应的进行,特别是高压缩比的发动机,由于排放的氮氧化物浓度较高,在还原反应中产生的氧气浓度亦明显提高。

以上就是蜂窝陶瓷用途是什么以及蜂窝陶瓷有什么特点的知识问题讲解,内容仅供大家参考,希望能对大家有所帮助。

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