一種方形網(wǎng)孔陶瓷規(guī)整填料制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種方形網(wǎng)孔陶瓷規(guī)整填料，它包括上幅板（11）和下幅板（12）以及設(shè)置在上幅板和下幅板之間的十字方孔（1），十字方孔周邊對(duì)稱設(shè)置有L形方折孔（2），上幅板和下幅板上分別設(shè)有與十字方孔相通的內(nèi)流孔（6）和與L形方折孔相通的外流孔（5），十字方孔孔壁上和L形方折孔孔壁上設(shè)置有橫流孔（3）和縱流孔（4），并采用重量比高嶺土30-40%，煅燒氧化鋁20-40%，煤矸石25-30%，增塑劑2-5%，廢竹子粉末2-4%，鍶-鋁合金粉末1-3%的配比將上述原料加入到球磨機(jī)內(nèi)均勻混碾，成型和烘干及高溫?zé)贫桑景l(fā)明專利技術(shù)不僅提高了填料的抗壓強(qiáng)度，再是降低了填料塔的負(fù)重，充分利用廢舊物品，降低了生產(chǎn)成本。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種方形網(wǎng)孔陶瓷規(guī)整填料
本專利技術(shù)涉及化工、硫酸、硝酸、環(huán)保和焦化等工業(yè)塔設(shè)備中傳質(zhì)介質(zhì)，尤其是涉及工業(yè)塔中使用的氣液傳質(zhì)高效填料。
技術(shù)介紹
化工、硫酸等行業(yè)中最常用的氣液傳質(zhì)設(shè)備是填料塔，其填料是指填充于工業(yè)塔內(nèi)的物料，其填料作用是增大塔內(nèi)氣液的接觸面積，使氣液相互能充分混合，從而去除氣液體中的有害物質(zhì)。由于工業(yè)塔設(shè)備是在有酸堿和壓力下運(yùn)行的，因而填料不僅要求應(yīng)具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，耐酸堿腐蝕性，而且要較大的比表面積、較高堆積空隙率、較好的氣液分布性和操作彈性。目前用于工業(yè)塔填料的種類主要有散堆式的瓷球填料和環(huán)類填料（如拉西環(huán)、階梯環(huán)、異鞍環(huán)、鮑爾環(huán)多齒環(huán)、多孔環(huán)等）以及徹筑式的孔板規(guī)整填料、絲網(wǎng)波紋填料和陶瓷規(guī)整波紋填料。瓷球填料雖然制造方便，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，但阻力大，不僅處理效果不高，而且能耗大。環(huán)類填料空隙率低，有效面積小，使用周期短，處理效率低。孔板規(guī)整填料屬于薄壁陶瓷材料制成的框體或箱體式結(jié)構(gòu)，處理效果雖然較好，但為了確保其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，大都在制備的原料中加入了氧化鋁（如鋁礬土、氧化鋁粉、煅燒氧化鋁等），使填料中氧化鋁含量在40%以上，這就提高了原料成本，增加了燒成能量和礦產(chǎn)資源消耗。陶瓷規(guī)整波紋填料雖然體輕堆積空隙大，比表面積較高，但其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低，容易開(kāi)裂散落造成通道堵塞，從而會(huì)降低處理效率。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和國(guó)家環(huán)保執(zhí)法力度的不斷加強(qiáng)，人們對(duì)陶瓷規(guī)整填料從質(zhì)量、成本和環(huán)保及節(jié)約資源等方面綜合應(yīng)用并開(kāi)發(fā)出一些填料產(chǎn)品，但到目前為止，其開(kāi)發(fā)的填料產(chǎn)品使用情況不盡人意。據(jù)初步了解，有的廠家采用降低氧化鋁加入量，而加入廢舊材料（如電廠的粉煤灰、冶煉廠的爐渣和煤礦的煤矸石）經(jīng)過(guò)加工處理后作為制備填料的原料，充分利用其中有效成份，變廢為寶，是解決環(huán)境污染的有效途徑，也可節(jié)約大量的鋁硅礦物質(zhì)原料，降低填料制造成本，但在結(jié)構(gòu)形狀相同或相近條件下，會(huì)降低填料產(chǎn)品的性能指標(biāo)，尤其是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和氣液流動(dòng)分布指標(biāo)，使該種填料產(chǎn)品只得在水處理方面進(jìn)行應(yīng)用，而在強(qiáng)堿強(qiáng)酸高壓的化工工業(yè)填料塔中使用受到了一些限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，提出一種既可充分利用廢舊材料，又可確保填料產(chǎn)品性能指標(biāo)，同時(shí)生產(chǎn)出滿足填料產(chǎn)品在化工工業(yè)填料塔中使用要求的方形網(wǎng)孔陶瓷規(guī)整填料。本專利技術(shù)為達(dá)到上述專利技術(shù)目的，同時(shí)采取以下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)其技術(shù)方案：1、技術(shù)措施A：采用貯存量大且價(jià)廉的煤矸石，為了能充分利用煤矸石廢舊材料，又不影響填料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，選用氧化鋁含量為26～36%wt、二氧化硅含量為52～65%wt的黏土類和鋁質(zhì)巖類煤矸石。2、技術(shù)措施B：采用廢竹子粉末進(jìn)行填料造出的微孔比用秸稈粉末、樹(shù)木粉及糠與纖維造出的微孔更細(xì)膩均勻，微孔更大更均勻，3、技術(shù)措施C：為了確保填料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和氣液流動(dòng)分布性，在制造填料產(chǎn)品的原料中加入少量的鍶-鋁合金粉末，利用鍶-鋁合金粉末在加熱水解時(shí)能形成大量微觀形質(zhì)粒徑為1-3μm的氫氧化鋁和氫氧化鍶疊加團(tuán)聚顆粒，均勻分散到填料表面和內(nèi)部基體晶相介面上，使得基體表面形成微粒膜，基體內(nèi)部組織更細(xì)化，不僅可進(jìn)一步提高填料基體的強(qiáng)度，且可增加基體比表面積，改善氣液在基體表面的流動(dòng)分布性。4、技術(shù)措施D：將方形填料內(nèi)腔設(shè)計(jì)成內(nèi)外和上下相互相通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使液氣流在填料內(nèi)部呈紊流狀態(tài)流動(dòng)，減少氣液流動(dòng)阻力，吸收能力強(qiáng)，降低塔壓降，提高氣液接觸面積，有利于氣液交換混合。本專利技術(shù)通過(guò)上述四項(xiàng)技術(shù)措施所形成的技術(shù)方案是：所述方形網(wǎng)孔陶瓷規(guī)整填料，它包括上幅板和下幅板以及設(shè)置在上幅板和下幅板之間的十字方孔，所述十字方孔周邊對(duì)稱設(shè)置有L形方折孔，十字方孔中間設(shè)置有中心流孔，填料四個(gè)角上設(shè)置角凹槽，上幅板和下幅板上分別設(shè)有與十字方孔相通的內(nèi)流孔和與L形方折孔相通的外流孔，所述十字方孔孔壁上和L形方折孔孔壁上設(shè)置有橫流孔和縱流孔，并采用下述方法制備而成：1、按重量比高嶺土30-40%，煅燒氧化鋁20-40%，煤矸石25-30%，增塑劑2-5%，廢竹子粉末2-4%，鍶-鋁合金粉末1-3%的配比將上述原料加入到球磨機(jī)內(nèi)均勻混碾，所述煤矸石為氧化鋁含量為26～36%、二氧化硅含量為52～65%的黏土類和鋁質(zhì)巖類煤矸石，2、混碾后的混合料進(jìn)行磁化處理，去除其內(nèi)的三氧化二鐵，3、經(jīng)微震過(guò)篩后，再進(jìn)行噴霧干燥處理得到干粉，4、再將干粉送入成型機(jī)擠壓成半成品填料，5、將半成品填料送入到烘干房中，加熱至260℃，保持1小時(shí)進(jìn)行低溫除濕，進(jìn)行表面烘干定型，6、將定型的填料加熱至700℃-800℃，并保溫3小時(shí)進(jìn)行煅燒，再加熱至1280-1480℃，并保溫4小時(shí)進(jìn)行還原，而后隨爐冷至常溫出爐。本專利技術(shù)所述方形網(wǎng)孔陶瓷規(guī)整填料經(jīng)檢測(cè)后，其物理化學(xué)性能各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是：抗壓強(qiáng)度：13-18Mpa吸水率：8-10%耐酸度≥99.8%體積密度：1.5-2.1g/cm3耐堿度≥97.5%堆積空隙率：80-90%熱穩(wěn)定性：在300-20℃實(shí)驗(yàn)2-3次，樣品無(wú)損壞現(xiàn)象。本專利技術(shù)經(jīng)檢測(cè)化學(xué)成分是：名稱SiO2AL2O3Fe2O3Na2OK2O3MgoCaO含量60~7525~40≤1.3%＜0.2%＜0.3%≤0.5%≤0.7%本專利技術(shù)所述一種方形網(wǎng)孔陶瓷規(guī)整填料一是由于加入了黏土巖類和鋁質(zhì)巖類煤矸石，增加了三氧化二鋁的含量，使填料中二氧化鋁含量達(dá)到25-40%，比現(xiàn)有陶瓷填料三氧化二鋁含量提高了6-10%，不僅提高了填料的抗壓強(qiáng)度；二是煤矸石燒結(jié)后，且填料重量比現(xiàn)有的陶瓷填料減輕了3-4%的重量，降低了填料塔的負(fù)重；三是方形網(wǎng)孔陶瓷規(guī)整填料含鐵量≤0.2%，比輕質(zhì)瓷填料的含鐵量降低了2.8-3.8%，因而其耐酸耐堿穩(wěn)定性提高很大；再是煤矸石具有黏性，提高了產(chǎn)品的粘合塑造性，同時(shí)也提高了強(qiáng)度，不易碎；提高了三氧化二鋁的含量6-10%,和二氧化硅的含量11-15%.本專利技術(shù)所述一種方形網(wǎng)孔陶瓷規(guī)整填料加入了廢竹子粉末，在燒結(jié)時(shí)，粉末會(huì)化成灰，形成許多的微孔，這個(gè)微孔比秸稈粉末、樹(shù)木粉末、糠等更細(xì)膩均勻，微孔徑更大，相應(yīng)減輕了陶瓷的重量，比現(xiàn)有陶瓷填料減輕了7-10%重量。本專利技術(shù)所述一種方形網(wǎng)孔陶瓷規(guī)整填料，由于采用貯藏量豐富的，價(jià)格低，來(lái)源廣的高嶺土、煤矸石、煅燒氧化鋁等作為原料進(jìn)行配制而成，它不僅具有與用高鎂質(zhì)黏土和木屑或樹(shù)脂以及巖粉配制的陶瓷填料相同的耐急熱級(jí)冷性，吸附能力和比重輕，且其耐酸耐堿穩(wěn)定性更好，抗壓強(qiáng)度更高等物理化學(xué)性能，同時(shí)其原材料來(lái)源廣，特別是其煤矸石；煤矸石是在成煤過(guò)程中與煤共同沉積的有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物混合在一起的巖石，通常呈薄層和在煤層中或煤層頂、煤層底，是在煤礦建設(shè)和煤炭采掘、洗選加工過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)量較大的礦山固態(tài)排棄物。全國(guó)累計(jì)堆存煤矸石量達(dá)到45億噸，煤矸石其中SiO2為52～65%，Al2O3為26～36%，提高了二氧化硅和三氧化二鋁的含量。價(jià)格低，燒制時(shí)間短，因而其生產(chǎn)成本下降，生產(chǎn)周期縮短，既提高了效率，又充分利用了廢舊物料，節(jié)約了資源，保護(hù)了環(huán)境，一種方形網(wǎng)孔陶瓷規(guī)整填料，廣泛適用于化工、冶金、焦化、環(huán)保和醫(yī)藥等行業(yè)使用。附圖說(shuō)明圖1是本專利技術(shù)的主視結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖2的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，1、十字方孔2、L形方折孔3、橫流孔4、縱流孔5、外流孔6、本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種方形網(wǎng)孔陶瓷規(guī)整填料，其特征在于：它包括上幅板（11）和下幅板（12）以及設(shè)置在上幅板和下幅板之間的十字方孔（1），所述十字方孔周邊對(duì)稱設(shè)置有L形方折孔（2），所述上幅板和下幅板上分別設(shè)有與十字方孔相通的內(nèi)流孔（6）和與L形方折孔相通的外流孔（5），十字方孔中間設(shè)置有中心流孔（7），填料四個(gè)角上設(shè)置角凹槽（8），所述十字方孔孔壁上和L形方折孔孔壁上設(shè)置有橫流孔（3）和縱流孔（4），并采用下述方法步驟制備而成：A、按重量比高嶺土30?40%，煅燒氧化鋁20?40%，煤矸石25?30%，增塑劑2?5%，廢竹子粉末2?4%，鍶?鋁合金粉末1?3%的配比將上述原料加入到球磨機(jī)內(nèi)均勻混碾，所述煤矸石為氧化鋁含量為26～36%、二氧化硅含量為52～65%?的黏土類和鋁質(zhì)巖類煤矸石，?B、混碾后的混合料進(jìn)行磁化處理，去除其內(nèi)的三氧化二鐵，C、經(jīng)微震過(guò)篩后，再進(jìn)行噴霧干燥處理得到干粉，D、再將干粉送入成型機(jī)擠壓成半成品填料，E、將半成品填料送入到烘干房中，加熱至260℃，保持1小時(shí)進(jìn)行低溫除濕，進(jìn)行表面烘干定型，F(xiàn)、將定型的填料加熱至700℃?800℃，并保溫3小時(shí)進(jìn)行煅燒，再加熱至1280?1480℃，并保溫4小時(shí)進(jìn)行還原，而后隨爐冷至常溫出爐。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種方形網(wǎng)孔陶瓷規(guī)整填料，其特征在于：它包括上幅板（11）和下幅板（12）以及設(shè)置在上幅板和下幅板之間的十字方孔（1），所述十字方孔周邊對(duì)稱設(shè)置有L形方折孔（2），所述上幅板和下幅板上分別設(shè)有與十字方孔相通的內(nèi)流孔（6）和與L形方折孔相通的外流孔（5），十字方孔中間設(shè)置有中心流孔（7），填料四個(gè)角上設(shè)置角凹槽（8），所述十字方孔孔壁上和L形方折孔孔壁上設(shè)置有橫流孔（3）和縱流孔（4），并采用下述方法步驟制備而成：A、按重量比高嶺土30-40%，煅燒氧化鋁20-40%，煤矸石25-30%，增塑劑2-5%，廢竹子粉末2-4%...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：尹錄慧，尹賀軍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江西省萍鄉(xiāng)市方上化工填料有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江西;36