Aplicación de materiales de filtración cerámicos en el campo de la eliminación de polvo de gas a alta temperatura

La energía desempeña un papel vital en el desarrollo económico y social, pero la contaminación ambiental es un problema incidental al que hay que hacer frente. Desde la reforma y la apertura, nuestra economía ha logrado un largo tiempo de rápido crecimiento, pero el crecimiento económico y el suministro estable de energía son tan inseparables como la carne. La cantidad de ceniza volproducida por el consumo de carbón térmico en la generación de energía en China es muy grande cada año, y muchos procesos de producción industrial también se enfrentan con problemas de polvo. Este tipo de residuo sólido compuesto por innumerables esferas diminucontiene una variedad de componentes nocivos, un alto costo de almacenamiento y una grave contaminación por polvo, por lo que es muy importante recuperar efectivamente y reciclar de una manera razonable. La purificación de gases de combustión a alta temperatura es un proceso esencial en el proceso de reciclaje de cenizas vol, que se relaciona directamente con la tasa de recuperación de componentes efectivos en cenizas voly el grado de contaminación ambiental causada por este proceso. La tecnología de la filtración cerámica de la alta temperatura es una tecnología relativamente avanzada de la purificación de gas polvoriento de la alta temperatura en el mundo en años recientes.

1 principales categorías de tecnologías de eliminación de polvo en el mercado y sus ventajas y desventajas

En la actualidad, las principales tecnologías de eliminación de polvo en el país y en el extranjero incluyen la eliminación de polvo ciclón, eliminación de polvo de bolsas de tela, eliminación de polvo eléctrico, eliminación de polvo de bolsas eléctricas, filtración de lecho de partículas, filtración porosa de membrana inorgánica y así sucesivamente. Las deficiencias de estos métodos de eliminación de polvo son las siguientes:

Eficiencia de eliminación de polvo ciclón es pobre, no puede cumplir con los requisitos de las emisiones ambientales, por lo general sólo se utiliza para la eliminación de polvo previo. Eliminación de polvo tipo bolsa de tela está limitada por la resistencia a la temperatura, resistencia a la corrosión y otras propiedades de los medios de filtrado, el uso de la temperatura no puede ser demasiado alta, generalmente se utiliza en menos de 250℃, obviamente no puede satisfacer las necesidades de purificación de gases de combustión de alta temperatura. La eliminación eléctrica de polvo tiene algunos problemas, como la inestable descarga corona, la corta vida del electro, la sensibilidad a la composición del gas de combustión, el aislamiento a altas temperaturas, etc., y no es adecuado para ser utilizado a alta temperatura durante mucho tiempo (generalmente inferior a 380℃). Resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, pero su eficiencia de filtración no es ideal, la concentración de emisión de polvo es alta. La película de Metal y los medios filtrde Metal tejido son caros y de aplicación limitada debido a la resistencia a la corrosión y al desgaste. Entre otros métodos de filtración, las tecnologías de eliminación de polvo estudiadas o en estudio incluyen el filtro de textura cerámica, el filtro de fibra cerámica, etc. La eficacia de filtración de estos quitpolvo puede alcanzar más del 99%, pero hay muchos problemas como baja resistencia, fácil tapado y fallo. La membrana de cerámica y el cuerpo de soporte contienen un gran número de micro-poros, dándole una gran área de superficie específica. La superficie de estos poros es un buen portador de catalizador. Después de que el catalizador se carga en la superficie, la desulfurzación y la descontaminación se pueden realizar al mismo tiempo que la eliminación de polvo. El filtro de membrana de cerámica tiene las ventajas de resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, alta resistencia mecánica, estructura estable y no deformación, y puede realizar la regeneración funcional a través de múltiples "limpieza", larga vida útil, por lo que se considera una de las mejores opciones de eliminación de polvo de gas de polvo a alta temperatura.

2 eliminación de polvo de alta temperatura de material cerámico

El polvo de alta temperatura contiene una gran cantidad de componentes oxidantes y reduc, compuestos metálicos de bajo punto de fusión, y así sucesivamente. Este tipo de medio tiene un cierto efecto corrosivo sobre los materiales filtrde alta temperatura. Por lo tanto, una buena resistencia a altas temperaturas y la temperatura química son las condiciones básicas de los elementos de filtro cerámicos de alta temperatura. En la actualidad, los materiales de filtración cerámicos de alta temperatura desarrollados se dividen principalmente en dos tipos: materiales cerámicos de óxido, tales como alúmina, espin, cordierita, mullita, etc.; Materiales cerámicos no óxidos, como carburde silicio, nitrurde sili, etc. Entre ellos, el material de carburde silitiene una buena conductividad térmica, alta resistencia, pequeño coeficiente de expansión térmica, buena resistencia al impacto térmico y otras ventajas, es el material cerámico de alta temperatura preferido.

3. Mecanismo de filtración del filtro de membrana de cerámica

Para la filtración y separación del sistema gas-sólido, el mecanismo de eliminación de polvo del filtro de membrana de cerámica es principalmente la coliinercial, la difusión y la intercepción. En general, el polvo con mayor tamaño de partícula es atrapado porque el tamaño de partícula es mayor que la abertura de la membrana. Al pasar a través del microporo de la membrana, el polvo de tamaño medio queda atrapado por coliinercial y contacto con la pared del microporo. Las partículas más pequeñas son atrapadas por el movimiento browniano en contacto con la pared porosa.

El proceso de eliminación del polvo se divide principalmente en tres fases:

En la primera fase, el gas que contiene el polvo entra en el tubo cerámico y las partículas de polvo son bloqueadas por la capa de la membrana. En este momento, la capa de membrana en la superficie del tubo de filtro juega un papel importante.

En la segunda etapa, con el proceso de filtración, el polvo en la superficie de la capa de película aumenta y la torta de filtro se forma en la superficie de la película. En este proceso, la torta de filtro juega un papel importante en la filtración del gas que contiene polvo, haciendo que la eficiencia de recogida se mejore significativamente, que es también la etapa principal de la filtración.

En la tercera etapa, después de un cierto período de funcionamiento, debido al espescontinuo de la capa de la torta de filtro, la resistencia de filtración aumenta, la velocidad de filtración disminuye y la caída de presión aumenta. En este momento, el polvo unido a la superficie del tubo filtrante debe ser eliminado a tiempo, y el filtro de membrana de cerámica puede ser regenerpor gas de soplposterior, con el fin de restaurar su capacidad de filtración. Cabe señalar que el proceso de limpieza de la filtración cerámica por membrana depende principalmente de la capa de torta formada en el tubo filtrante. Durante el proceso de limpieza y regeneración, una limpieza excesiva reducirá la eficiencia de filtración.

La membrana cerámica de membrana utilizada en el campo de la eliminación de polvo de gas de alta temperatura no sólo puede proteger el medio ambiente, lograr una producción limpia, sino que también tiene una amplia gama de beneficios económicos. Frente al duro entorno de la eliminación del polvo de gas a alta temperatura, la aplicación de materiales cerámicos porosos tradicionales está muy restringida. Por lo tanto, el desarrollo de membranas cerámicas de alta temperatura con buena resistencia a las altas temperaturas y el choque térmico, así como la investigación sobre la filtración y el soplinverso de las aeronaves será el foco de los investigadores en el futuro. Al mismo tiempo, es necesario optimizar aún más el proceso de fabricación de membranas cerámicas y reducir los costes, con el fin de realizar la aplicación industrial de las membranas cerámicas en el campo de la eliminación de polvo a alta temperatura lo antes posible.