Penggunaan bahan penapis seramik dalam medan penyingkiran habuk gas suhu tinggi

Tenaga memainkan peranan penting dalam pembangunan ekonomi dan sosial, tetapi pencemaran alam sekitar adalah masalah sampingan yang perlu dihadapi. Sejak pembaharuan dan pembukaan, ekonomi kita telah mencapai pertumbuhan yang pesat, tetapi pertumbuhan ekonomi dan bekalan tenaga yang stabil tidak dapat dipisahkan seperti daging. Jumlah abu terbang yang dihasilkan oleh penggunaan arang batu terma dalam penjanaan kuasa di China sangat besar setiap tahun, dan banyak proses pengeluaran perindustrian juga berhadapan dengan masalah habuk. Sisa pepejal jenis ini terdiri daripada sfera kecil yang tidak terkira banyaknya mengandungi pelbagai komponen berbahaya, kos penyimpanan yang tinggi dan pencemaran habuk yang serius, jadi sangat penting untuk pulih dan dikitar semula dengan cara yang munasabah. Penulenan gas flue suhu tinggi adalah proses penting dalam proses kitar semula abu terbang, yang secara langsung berkaitan dengan kadar pemulihan komponen berkesan dalam abu terbang dan tahap pencemaran alam sekitar yang disebabkan oleh proses ini. Teknologi penapisan seramik suhu tinggi adalah teknologi pembersihan gas berdebu suhu tinggi yang agak maju di dunia dalam beberapa tahun kebelakangan ini.

1 Kategori utama teknologi penyingkiran habuk di pasaran dan kelebihan dan kekurangan mereka

Pada masa ini, teknologi penyingkiran habuk utama di dalam dan luar negara termasuk penyingkiran habuk siklon, penyingkiran habuk beg kain, penyingkiran habuk elektrik, penyingkiran habuk beg elektrik, penapisan katil zarah, penapisan membran bukan organik berliang dan sebagainya. Kekurangan kaedah penyingkiran habuk ini adalah seperti berikut:

Kecekapan penyingkiran habuk siklon adalah buruk, tidak dapat memenuhi keperluan pelepasan alam sekitar, biasanya hanya digunakan untuk penyingkiran pra-habuk. Penyingkiran habuk jenis beg kain dihadkan oleh rintangan suhu, rintangan kakisan dan sifat media penapis lain, penggunaan suhu tidak boleh terlalu tinggi, biasanya digunakan di bawah 250 °C, jelas tidak dapat memenuhi keperluan pembersihan gas flue suhu tinggi. Penyingkiran habuk elektrik mempunyai beberapa masalah, seperti pelepasan korona yang tidak stabil, hayat elektrod pendek, kepekaan terhadap komposisi gas flue, penebat suhu tinggi, dan lain-lain, dan ia tidak sesuai untuk digunakan pada suhu tinggi untuk masa yang lama (biasanya lebih rendah daripada 380 °C). Rintangan penyingkiran habuk penapisan lapisan berbutir ke suhu tinggi, rintangan kakisan, tetapi kecekapan penapisannya tidak ideal, kepekatan pelepasan habuk tinggi. Media penapis tenunan filem logam dan logam mahal dan terhad dalam aplikasi kerana rintangan kakisan dan pakai. Antara kaedah penapisan lain, teknologi penyingkiran habuk yang telah dikaji atau sedang dikaji termasuk penapis bertekstur seramik dan penapis serat seramik, dan lain-lain. Kecekapan penapisan penanggal habuk ini boleh mencapai lebih daripada 99%, tetapi terdapat banyak masalah seperti kekuatan rendah, pemasangan mudah dan kegagalan. Membran seramik dan badan sokongan mengandungi sebilangan besar struktur mikro-liang, memberikan kawasan permukaan tertentu yang besar. Permukaan liang-liang ini adalah pembawa pemangkin yang baik. Selepas pemangkin dimuatkan di permukaan, penyahsulfuran dan dekontaminasi dapat direalisasikan pada masa yang sama penyingkiran habuk. Penapis membran seramik mempunyai kelebihan rintangan suhu tinggi, rintangan kakisan, kekuatan mekanikal yang tinggi, struktur yang stabil dan tiada ubah bentuk, dan dapat merealisasikan pertumbuhan semula berfungsi melalui pelbagai "pembersihan", hayat perkhidmatan yang panjang, jadi ia dianggap sebagai salah satu pilihan terbaik penyingkiran habuk gas debu suhu tinggi.

2 Bahan seramik penyingkiran habuk suhu tinggi

Debu suhu tinggi mengandungi banyak pengoksidaan dan mengurangkan komponen, sebatian logam titik lebur rendah, dan sebagainya. Medium jenis ini mempunyai kesan menghakis tertentu pada bahan penapis suhu tinggi. Oleh itu, rintangan suhu tinggi yang baik dan suhu kimia adalah syarat asas elemen penapis seramik suhu tinggi. Pada masa ini, bahan penapisan seramik suhu tinggi yang dibangunkan terutamanya dibahagikan kepada dua jenis: bahan seramik oksida, seperti alumina, tulang belakang, kordierit, mullite, dan lain-lain; Bahan seramik bukan oksida, seperti karbida silikon, silikon nitrida, dan lain-lain. Antaranya, bahan karbida silikon mempunyai kekonduksian terma yang baik, kekuatan tinggi, pekali kecil pengembangan haba, rintangan hentaman haba yang baik dan kelebihan lain, adalah bahan seramik suhu tinggi pilihan.

3. Mekanisme penapisan penapis membran seramik

Untuk penapisan dan pemisahan sistem pepejal gas, mekanisme penyingkiran habuk penapis membran seramik terutamanya perlanggaran inersia, penyebaran dan pemintasan. Secara amnya, habuk dengan saiz zarah yang lebih besar terperangkap kerana saiz zarah lebih besar daripada apertur membran. Apabila melalui mikropore membran, habuk saiz sederhana terperangkap oleh perlanggaran inersia dan bersentuhan dengan dinding mikropore. Zarah-zarah yang lebih kecil terperangkap oleh gerakan Brownian yang bersentuhan dengan dinding liang.

Proses penyingkiran habuk terutamanya dibahagikan kepada tiga peringkat:

Pada peringkat pertama, gas yang mengandungi habuk memasuki tiub membran seramik, dan zarah debu disekat oleh lapisan membran. Pada masa ini, lapisan membran di permukaan tiub penapis memainkan peranan utama.

Pada peringkat kedua, dengan proses penapisan, habuk di permukaan lapisan filem meningkat dan kek penapis terbentuk di permukaan filem. Dalam proses ini, kek penapis memainkan peranan utama dalam menapis gas yang mengandungi habuk, menjadikan kecekapan pengumpulan meningkat dengan ketara, yang juga merupakan peringkat utama penapisan.

Pada peringkat ketiga, selepas tempoh operasi tertentu, disebabkan penebalan lapisan kek penapis yang berterusan, rintangan penapisan meningkat, kelajuan penapisan berkurangan, dan penurunan tekanan meningkat. Pada masa ini, habuk yang dipasang pada permukaan tiub penapis mesti dikeluarkan dalam masa, dan penapis membran seramik boleh dijana semula oleh gas backblowing, untuk memulihkan kapasiti penapisannya. Perlu diingatkan bahawa proses pembersihan penapisan membran seramik bergantung kepada lapisan kek yang terbentuk pada tiub penapis. Semasa proses pembersihan dan penjanaan semula, pembersihan berlebihan akan mengurangkan kecekapan penapisan.

Membran seramik yang digunakan dalam bidang penyingkiran habuk gas suhu tinggi bukan sahaja dapat melindungi alam sekitar, mencapai pengeluaran yang bersih, tetapi juga mempunyai pelbagai manfaat ekonomi. Menghadapi persekitaran yang keras penyingkiran habuk gas suhu tinggi, penggunaan bahan seramik berliang tradisional sangat terhad. Oleh itu, pembangunan membran seramik suhu tinggi dengan rintangan yang baik terhadap suhu tinggi dan kejutan haba, serta penyelidikan penapisan dan pukulan terbalik pesawat akan menjadi tumpuan penyelidik pada masa akan datang. Pada masa yang sama, adalah perlu untuk mengoptimumkan lagi proses pembuatan membran seramik dan mengurangkan kos, untuk merealisasikan aplikasi perindustrian membran seramik dalam bidang penyingkiran habuk suhu tinggi secepat mungkin.