论文总字数：21672字

摘 要

随着工业的不断发展，排放的颗粒污染物的数量越来越多，大气中粉尘的浓度也越来越大，粉尘对人们的生活环境和人体健康的危害也越来越大。对除尘设备的性能及可靠性提出了更高的要求。本课题主要针对提高无机气固分离材料的强度展开研究。本实验以硅酸铝纤维和莫来石纤维为主要原料，纳米级的气相二氧化硅为粘结剂制备耐高温气固分离材料，通过试验不同分散剂、不同种类纤维、改变纤维长径比来提高气固分离材料的强度。

本实验研究了不同分散剂对材料性能的影响，结果表明：阴离子型聚丙烯酰胺分散效果最好，静置24小时后仍不分层，当添加含量为3wt‰时性能最佳，抗折强度达到3.96MPa，过滤阻力为128Pa，收缩率为6.6%。为了提高材料强度，研究了加入不同含量莫来石纤维对材料性能的影响，结果表明：莫来石含量为60wt%时，抗折强度增加了31%，过滤阻力也增加了16%，而收缩率降低了58%。研究了同种纤维不同长径比对材料性能的影响，结果表明：减小纤维长径比可以增加抗折强度，但同时过滤阻力也有较大增加。

关键词：硅酸铝纤维 莫来石纤维 气固分离 气相二氧化硅

ABSTRACT

With the continuous development of industry, the emission of particulate pollutants is growing, as the dust concentration in the atmosphere is increasing. Which does a great damage to both living environment and the health of human. It requires more functional and reliable dust removal equipments. My topic is mainly focus on the research of improving the strength of inorganic gas solid separation materials. The raw materials in this experiment is aluminum silicate fiber, mullite fiber and fumed silica binder. By experimenting with different dispersants, different types of fibers, changing fiber aspect ratio to improve the strength of solid separator material.

This study investigated the effects of different dispersants on the material properties, the results showed that: the dispersion of anionic polyacrylamide is best, standing 24 hours without stratification. When APAM adding content to 3wt ‰ the performance come to the optimum, flexural strength reached 3.96MPa, filtration resistance of 128Pa, the contraction was 6.6%. To improve the strength of the material, we explored the effect of adding different amounts of mullite fiber material properties, the results showed that: mullite content at 60wt%, the flexural strength increased by 31%, the filtration resistance also increased by 16%, while the shrinkage decreased by 58%.We researched the effects of the same kind of fiber with different aspect ratios, the results showed that:the reduction of fiber aspect ratios can increased flexural strength, but it also has a filtration resistance increases.

Keywords: Aluminum silicate fiber; Mullite fiber; Gas-solid separation; Fumed silica

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1工业粉尘直接排放的危害 2

1.1.1粉尘化学成分对机体的有害程度 2

1.1.2粉尘的分散度趋向于更加危害人体健康 2

1.1.3粉尘浓度的危害 2

1.2除尘技术 2

1.2.1机械除尘技术 3

1.2.2电除尘技术 3

1.2.3湿式除尘技术 3

1.2.4过滤除尘技术 4

1.3陶瓷高温除尘 4

1.3.1多孔陶瓷过滤材料主要特点 4

1.3.2多孔陶瓷过滤元件的过滤原理 5

1.3.3多孔陶瓷过滤器的设计原则 5

1.4陶瓷高温气固分离除尘的国内外现状 6

1.4.1国外高温过滤除尘技术的研究现状 6

1.4.2国内高温过滤除尘技术的研究现状 7

1.5高温烟气过滤除尘技术的发展趋势 8

第二章 实验过程 9

2.1实验部分 9

2.1.1实验原料的选择 9

2.1.2实验仪器的选择 10

2.2实验过程 11

2.2.1真空吸滤成型工艺 11

2.2.2基本工艺流程 11

2.3表征方法和性能测试 12

2.3.1通量与阻力的测试 12

2.3.2抗折强度测试 14

2.3.3气孔率、吸水率、体积密度的测试 14

2.3.4收缩率的测试 15

2.3.5扫描电镜（SEM）分析 15

第三章 实验结果及讨论 16

3.1不同分散剂对材料性能的影响 16

3.1.1分散剂的选择 16

3.1.2不同分散剂对抗折强度的影响 17

3.1.3不同分散剂对过滤阻力的影响 17

3.1.3不同分散剂对气孔率的影响 18

3.1.4不同分散剂对收缩率的影响 19

3.2两种纤维混合对材料性能的影响 19

3.2.1两种纤维混合对抗折强度的影响 20

3.2.2两种纤维混合对过滤阻力的影响 20

3.2.3两种纤维混合对气孔率的影响 21

3.2.4两种纤维混合对收缩率的影响 22

3.2.5两种纤维对材料微观形貌的影响 22

3.3硅酸铝纤维长径比对材料性能的影响 23

3.3.1硅酸铝纤维长径比对材料抗折强度的影响 23

3.3.2硅酸铝纤维长径比对材料过滤阻力的影响 24

3.3.3硅酸铝纤维长径比对材料气孔率的影响 25

3.3.4硅酸铝纤维长径比对材料收缩率的影响 25

3.4莫来石纤维长径比对材料性能的影响 26

3.4.1莫来石纤维长径比对材料抗折强度的影响 26

3.4.2莫来石纤维长径比对材料过滤阻力的影响 27

3.4.3莫来石纤维长径比对材料气孔率的影响 28

3.4.4莫来石纤维长径比对材料收缩率的影响 29

第四章 结论与展望 30

4.1结论 30

4.2展望 30

参考文献 31

致 谢 33

第一章 文献综述

随着工业的不断发展，排放的颗粒污染物的数量越来越多，大气中粉尘的浓度也越来越大，粉尘对人们的生活环境和人体健康的危害也越来越大。对除尘设备的性能及可靠性提出了更高的要求。传统的除尘器已经很难满足高标准排放及经济性能优越的要求。因此,改进除尘技术，提高除尘效果,是当前我国粉尘防治政策中最重要的一部分。

人们环保意识的增强，环境治理观念已由末端治理转向源头治理，即减少污染。中国实施可持续发展战略，要求现代企业在追求经济效益的同时，不能有损环境效益、生态效益和社会效益，实现低耗、高效、无污染的生产方式。在化学工业、石油工业、冶金工业、电力工业等工业生产中，常产生高温含尘气体^[1]。如化学合成用原料气、炉窑气、反应器烧焦及煤燃烧所产生的高温烟气和超高温烟气，都需要对这些含尘气体进行除尘，也就是说在高温条件下进行气固分离。在超高温除尘技术开发研究方面，应当立足于高起点，使得工业发展高效益、低能耗和减少排放，达到节能、环保和减少粉尘对设备磨损、延长设备使用寿命的目的。

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