蜂窝陶瓷及其相关材料技术
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堇青石蜂窝陶瓷的研究一、堇青石蜂窝陶瓷的研究现状堇青石是一种具有优良机械性能和热稳定性的矿物,其蜂窝陶瓷在高温下具有优异的抗氧化性和抗蠕变性。
目前,堇青石蜂窝陶瓷的制备方法主要包括:溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、先驱体转化法等。
然而,这些方法在制备过程中存在一些问题,如制备成本高、周期长、难度大等,限制了堇青石蜂窝陶瓷的广泛应用。
此外,堇青石蜂窝陶瓷的性能研究主要集中在力学性能、热学性能、抗腐蚀性能等方面。
其应用研究涉及到汽车尾气处理、航空航天、高温过滤等领域。
然而,目前堇青石蜂窝陶瓷在应用过程中仍存在一些问题,如脆性大、抗热震性差等,需要进一步解决。
二、堇青石蜂窝陶瓷的研究方法本研究采用实验设计和数据收集相结合的方法,分别从微观结构和宏观性能两个方面对堇青石蜂窝陶瓷进行了分析。
首先,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对试样进行物相分析和形貌观察,了解堇青石蜂窝陶瓷的微观结构。
其次,采用万能试验机和热重分析仪对试样的力学性能和热稳定性进行测试,以评估堇青石蜂窝陶瓷的宏观性能。
三、堇青石蜂窝陶瓷的研究结果通过实验数据和图表分析,本研究发现堇青石蜂窝陶瓷具有以下特点:1、微观结构方面,堇青石蜂窝陶瓷具有相互连通的孔隙结构,孔径大小在微米级别,分布较为均匀。
这种结构有利于提高材料的透气性、降低热导率、增强抗高温蠕变性等方面的性能。
2、宏观性能方面,堇青石蜂窝陶瓷具有高强度、高韧性、耐高温、耐腐蚀等优异性能。
其力学性能和热稳定性主要受制备工艺、添加物、热处理温度等因素的影响。
四、讨论本研究通过对堇青石蜂窝陶瓷的制备方法、性能和应用方面的研究现状进行综述,发现当前研究主要集中在材料制备和性能研究方面,而在应用研究方面还有很大的发展空间。
具体来说,以下几个方面值得深入探讨:1、制备方法:如何降低堇青石蜂窝陶瓷的制备成本、缩短制备周期、提高制备效率是今后研究的重要方向。
此外,对于不同用途的堇青石蜂窝陶瓷,如何调整制备工艺以获得最佳性能也是一个值得研究的问题。
蜂窝陶瓷行业分析报告蜂窝陶瓷行业分析报告一、定义及分类特点蜂窝陶瓷是由黏土、石英、矾土等材料经混合、搅拌、成型、烧制而成的一种多孔陶瓷材料。
根据用途不同分为工业用蜂窝陶瓷和空气过滤器蜂窝陶瓷两种类型。
工业用蜂窝陶瓷主要用于工业催化剂载体、烟气脱硝、冶金、化工等领域;空气过滤器蜂窝陶瓷主要用于航空、电子、半导体、生物医药等领域。
二、产业链及发展历程蜂窝陶瓷的产业链包括原材料供应商、蜂窝陶瓷生产企业、产品加工和制造企业、最终用户等环节。
这些环节之间相互协作,共同推动着蜂窝陶瓷的产业链发展。
蜂窝陶瓷行业的发展历程可以分为三个阶段:初期阶段以应用为主,烧结技术和制造工艺相对落后;中期阶段以工艺技术为主,不断推进制造工艺的升级改进;当前阶段以市场为主,随着各领域需求不断增加,行业竞争加剧。
三、行业政策文件及其主要内容国家对蜂窝陶瓷行业进行了一系列政策支持。
其中一些主要文件有:《陶瓷及其制品行业节能减排技术政策指导性文件》、《烟气脱硝技术政策指导文件》、《印染行业脱色脱臭技术管理暂行办法》等。
这些文件的主要内容包括鼓励推广应用节能减排技术,鼓励企业进行技术升级,降低蜂窝陶瓷生产过程中所产生的污染,增强企业的环保意识和社会责任感。
四、经济环境蜂窝陶瓷行业作为新兴产业之一,发展前景广阔,尤其以空气过滤器蜂窝陶瓷市场需求量大,市场潜力巨大。
根据行业调查发现,随着各领域需求不断增加,行业规模不断扩大,市场份额也逐年增加。
但随着市场竞争日益激烈,成本控制和创新能力成为企业发展的重要因素。
五、社会环境蜂窝陶瓷行业的社会环境和行业发展环境具有密切联系。
一方面,在我国环保法律制度逐年完善的情况下,蜂窝陶瓷行业要想进行有效的发展,就需要不断提高环保意识,减少污染排放。
另一方面,随着科技的不断发展,新技术、新设备的引入,助力行业快速发展。
六、技术环境蜂窝陶瓷作为一种新型材料,具有一些优良的性能和特点,如高度的孔隙率、大表面积、良好的化学稳定性、热稳定性和耐腐蚀性等。
蜂窝陶瓷制备工艺[资料]一种新的蜂窝陶瓷制备工艺方法申请号/专利号: 200910043017本发明公开了一种新的蜂窝陶瓷制备工艺方法,其方法步骤是:将牛胶、明胶、骨胶中一种或一种以上搅拌混合加水升温溶解熬熟,制成混合溶液,再将混合溶液用80目筛过滤,滤液成为临时黏结剂,在蜂窝陶瓷粉料中分别加入蜂窝陶瓷粉料重量5~10,的临时黏结剂、0.5,2,的纤维素醚和5,10,的润滑剂,进行捏合和真空练泥,形成具有良好的可塑性蜂窝陶瓷泥坯,将泥坯制成坯体,再定型干燥,将坯体置入窑炉中烧制而成。
可降低挤压成型生产蜂窝陶瓷的生产成本,每立方米蜂窝陶瓷成本可降低成本600元以上,提高了产品烧成合格率,它可大大减少有害气体的排放,改善工作环境,提高人们健康水平,有利于环境保护和生态平衡,增加了经济效益,具有很好的社会效益。
蜂窝陶瓷的成型蜂窝陶瓷的蜂巢结构形状是由挤出成型而形成的,它的形状是由模具形状所决定。
挤出模具的设计和制造是蜂窝陶瓷生产中的关键技术。
挤出模具一般使用45号钢或模具钢制造,模具钢板厚为13,16mm,通常模具外径比模具的有效挤出直径要大于20,30mm.。
进泥孔打孔深度为 6,10mm,以正方形蜂窝结构为例。
其线切割深度为3,10mm。
线切割缝宽即为产品的壁厚,一般在0.2,0.5mm范围内,进泥圆孔面积与十字出泥孔面积比应为(1.1,1.2):1为宜。
打孔深度与挂块长度之比应在(2,3):(1,2)。
否则易脱落。
对于大孔产品,一个送泥孔供应一个蜂巢泥料;对于小孔产品,一个送泥孔可代5/4左右个蜂巢泥料。
挤出成型工艺是:泥料混后从模具中挤出、切割、最后粘拼既成。
蜂窝陶瓷的成品率在很大程度上取决于干燥工艺,目前大多采用微波干燥工艺。
蜂窝陶瓷过滤片蜂窝陶瓷过滤片该产品广泛应用于冶金、铸造行业金属熔融物过滤,采用莫来石质(堇青石质)的陶瓷材料,高质高密度直孔网眼,使产品具有很高的耐热冲击和耐高烧铸温度的特性,直孔式设计保证了流量和强度间的平衡,有效地去除杂质和渣粒等,使铸件机械性能、表面质量及产品合格率大大提高。
蜂窝陶瓷比热容-概述说明以及解释1.引言1.1 概述蜂窝陶瓷是一种多孔的陶瓷材料,具有类似蜂窝状的孔隙结构。
它通常由陶瓷粉末经过特殊工艺制备而成,具有许多独特的性质和应用领域。
蜂窝陶瓷的热性能是其中一个重要的特征之一。
热容是指物体在吸收或释放热量时所具有的能力。
蜂窝陶瓷的比热容是指单位质量的材料在吸收或释放热量时所需要的能量。
蜂窝陶瓷比热容的大小会对材料的热稳定性和传热性能产生影响。
因此,通过深入研究蜂窝陶瓷比热容的影响因素,可以为其在各个领域的应用提供指导和优化设计。
本文旨在探讨蜂窝陶瓷的比热容以及影响因素,并提供相关的制备方法和应用领域。
首先,将介绍蜂窝陶瓷的定义和特征,包括其多孔结构和独特形态。
接着,将详细阐述蜂窝陶瓷的制备方法,包括常见的几种制备工艺和技术。
然后,将重点探讨蜂窝陶瓷的热性能,包括热传导性、热稳定性和热容量等方面的内容。
最后,将探讨蜂窝陶瓷比热容的影响因素,包括孔隙结构、材料成分、加工工艺等方面的影响。
通过对蜂窝陶瓷比热容的深入研究,我们可以更好地了解该材料在热学性能上的表现,并为其在能源储存、热障涂层、汽车尾气处理等领域的应用提供指导。
希望本文能够为相关领域的研究人员提供有益的参考和启发,进一步促进蜂窝陶瓷的应用和发展。
文章结构部分的内容可以编写如下:1.2 文章结构在本文中,将按照以下结构展开对蜂窝陶瓷比热容的深入探讨:首先,引言部分将对本研究进行概述,介绍蜂窝陶瓷的基本概念和相关背景知识。
接着,将详细说明本文的文章结构,给读者提供一个整体的框架,以便更好地理解和阅读本文。
同时,在引言中还要明确本研究的目的和意义,以及研究的主要结论和发现。
最后,引言部分将对本文的主要内容进行总结,为接下来的正文部分做好铺垫。
接下来,正文部分将分为四个小节进行详细的讨论。
第一个小节将对蜂窝陶瓷的定义进行详细介绍,包括其组成结构、制备方法和应用领域等方面的内容。
第二个小节将对蜂窝陶瓷的制备方法进行详细阐述,包括传统方法和新型方法等不同制备技术的比较与分析。
蜂窝陶瓷的生产开发与应用方案一、实施背景随着环保意识的增强和产业升级的压力,传统陶瓷产业面临着重大的挑战。
为了提高产业竞争力,满足市场需求,我们提出了蜂窝陶瓷的生产开发与应用方案。
蜂窝陶瓷作为一种高效、环保的材料,具有广阔的应用前景,特别是在净化空气、提高能源利用效率等方面具有显著优势。
二、工作原理蜂窝陶瓷是一种由陶瓷材料制成的多孔轻质材料,其结构类似于蜂窝,故得名。
其主要工作原理是利用陶瓷材料的物理和化学特性,吸附、过滤、催化、光催化等作用,对空气、气体进行净化处理。
三、实施计划步骤1.调研市场:了解市场需求,特别是对蜂窝陶瓷产品的需求,以及同类产品的市场状况。
2.研发设计:根据市场需求,设计出符合要求的蜂窝陶瓷产品。
3.生产制造:依据设计图和工艺要求,进行蜂窝陶瓷的生产制造。
4.性能测试:对生产出的蜂窝陶瓷产品进行性能测试,确保其达到预期效果。
5.推广应用:将产品推向市场,并进行推广和宣传。
四、适用范围蜂窝陶瓷主要应用于以下领域:1.环保领域:用于空气净化、汽车尾气处理、工业废气处理等。
2.能源领域:用于高效能源利用、余热回收、燃料电池等领域。
3.电子领域:用于芯片散热、电子元件的防护等。
4.建筑领域:用于建筑节能、保温隔热等。
五、创新要点1.材料创新:采用新型陶瓷材料,提高产品的性能和稳定性。
2.结构设计创新:优化产品设计,提高产品的吸附、过滤等性能。
3.生产工艺创新:采用先进的生产工艺,提高生产效率和质量。
4.应用领域创新:拓展蜂窝陶瓷的应用领域,如电子、建筑等领域。
六、预期效果与达到收益1.提高产品质量和性能,满足市场需求。
2.实现产业升级和转型,提高企业竞争力。
3.拓展应用领域,增加市场份额。
4.为企业带来显著的经济效益和社会效益。
七、优缺点分析1.优点:蜂窝陶瓷具有高强度、轻质、环保等优点,可广泛应用于各个领域。
同时,其生产工艺相对简单,成本较低,易于大规模生产。
2.缺点:蜂窝陶瓷的生产工艺要求较高,部分材料制备困难,导致市场价格较高。
蜂窝陶瓷生产工艺
蜂窝陶瓷是一种具有多孔结构的陶瓷材料,广泛应用于石油、化工、冶金、环保等行业。
蜂窝陶瓷的生产工艺主要包括原料准备、成型、干燥、烧结、涂层和测试等步骤。
首先是原料准备。
蜂窝陶瓷的主要原料包括粘土、石英砂、高岭土等。
这些原料需要进行筛选、称量和配比,以保证最终产品的质量和性能。
接下来是成型。
常用的成型方法有挤出成型和模压成型两种。
挤出成型是将经过湿法处理的原料通过挤出机挤出,形成具有特定孔径和组织结构的蜂窝陶瓷坯体。
模压成型是将原料放入模具中,经过压制和脱模而成。
然后是干燥。
成型后的蜂窝陶瓷坯体需要进行干燥,以去除多余的水分。
干燥可以通过自然风干或者采用干燥设备进行。
干燥时间和温度需要根据不同的原料和产品要求进行调控。
接着是烧结。
烧结是将干燥后的蜂窝陶瓷坯体进行高温烧结,使其形成致密的结构。
烧结温度和时间需要根据具体的原料和产品要求进行控制,一般在1200℃至1450℃之间。
烧结后,还可以进行涂层处理。
涂层是为了增加蜂窝陶瓷的表面活性和吸附能力。
常用的涂层材料包括活性炭、金属氧化物等。
涂层可以通过浸渍、喷涂等方法进行。
最后是测试。
对于生产出的蜂窝陶瓷产品,需要进行一系列的
测试来验证其质量和性能。
如物理性能测试、化学性能测试、吸附性能测试等。
只有合格的产品才能出厂销售。
综上所述,蜂窝陶瓷的生产工艺包括原料准备、成型、干燥、烧结、涂层和测试等步骤。
每个步骤都需要严格控制和调控,以确保最终产品的质量和性能。
1引言蜂窝陶瓷是一种多孔性的工业用陶瓷,其内部构造是许多贯通的平行通道,这些蜂窝体单元由不同形状的格子状的薄的间壁分割而成[1]。
与一般的实心块状陶瓷相比,蜂窝陶瓷具有比表面积大、质轻、热膨胀系数低、比热容大、导热性能好、抗热震性好等优异特性[2]。
最早是由美国康宁公司(Corning)进行研制,用于机动车内燃机尾气处理,并在1975年进行小型汽车尾气净化试验获得成功。
在随后的几十年里,国内外对蜂窝陶瓷的研究及应用越来越广泛,成功应用于机动车、船舶以及非道路移动机械等的尾气处理用催化剂载体,臭氧抑制催化剂载体,化学工业的化学反应载体,冶金工业的热交换和金属液的过滤,石化行业、化学化工、制药业、纺织业、采矿业等行业的有毒气体净化处理,轻工业的喷涂以及建材工业的消声材料和窑炉的蓄热和隔热材料[3-6]。
2国内外蜂窝陶瓷的发展历程蜂窝陶瓷的诞生最早源于机动车尾气处理。
国外郝立苗,黄妃慧,王勇伟,牛思浔,程国园,邢延岭(山东奥福环保科技股份有限公司,德州253000)具有比表面积大、质轻、热膨胀系数低、比热容大、导热性能好、抗热震性好等优异特性,在工业及环保领域有着举足轻重的地位。
本文着重对蜂窝陶瓷研究现状进行归纳、总结、分析,对蜂窝陶瓷的发展历程、制备工艺进行了论述,并对蜂窝陶瓷在工业以及环保等领域的应用及发展趋势进行简单论述。
蜂窝陶瓷;制备;环保;应用国家重点研发计划资助(2018YFC1901500),(1991-),女,工程师,硕士研究生,主要从事蜂窝陶瓷研发与应用,。
E-mail :1391460188@ 。
发达国家的汽车行业起步早、发展迅速,对蜂窝陶瓷的研究也领先我国十几年的时间,特别是美国康宁公司率先在1972年进行低热膨胀系数堇青石蜂窝陶瓷车用载体的开发,并在1974年推出(孔密度cpsi/壁厚mil)200/12的蜂窝陶瓷载体,1976年推出300cpsi,1979年推出400cpsi的蜂窝陶瓷载体,成为当今世界上用于内燃机尾气处理最通用的蜂窝陶瓷载体[7]。
蜂窝陶瓷催化剂载体解释说明以及概述1. 引言1.1 概述蜂窝陶瓷催化剂载体是一种广泛应用于工业领域的关键材料,具有重要的催化作用。
在各类化学反应中,催化剂扮演着至关重要的角色,能够促进反应速率、提高产物纯度,并降低能源消耗。
而蜂窝陶瓷作为一种特殊的多孔结构材料,具备高比表面积和优良的传质性能,在催化剂领域中得到了广泛应用。
1.2 文章结构本文主要围绕着蜂窝陶瓷催化剂载体展开讨论,共分为四个部分。
引言部分对蜂窝陶瓷催化剂载体进行概述,并介绍文章的结构安排。
第二部分将解释清楚蜂窝陶瓷催化剂载体的定义和特点,并探讨其在工业中的广泛应用。
第三部分将对蜂窝陶瓷催化剂载体进行概述,包括其生产制备过程与技术发展历程以及主要类型和特性介绍。
最后一部分将给出结论,总结蜂窝陶瓷催化剂载体的重要性和应用价值,并对未来发展方向进行探讨和建议。
1.3 目的本文旨在全面介绍蜂窝陶瓷催化剂载体的定义、特点、优势和应用。
通过阐述蜂窝陶瓷催化剂载体的概念和原理,以及它在工业中的广泛应用,读者将能够深入了解并认识到这一材料在催化领域的重要性。
此外,本文还将总结现有研究成果并对未来的发展方向提出展望和建议,为相关领域的研究人员提供参考和借鉴。
2. 蜂窝陶瓷催化剂载体解释说明:2.1 什么是蜂窝陶瓷催化剂载体蜂窝陶瓷催化剂载体是一种用于固定和支持催化剂的材料,它具有类似于蜂巢结构的孔隙网络。
这种结构使其具备较大的表面积,并提供了良好的质量传递特性和高度的稳定性。
蜂窝陶瓷催化剂载体通常由氧化铝、氧化硅等高温耐火材料制成,具有优异的物理、化学性质,广泛应用于工业领域。
2.2 蜂窝陶瓷催化剂载体的特点和优势蜂窝陶瓷催化剂载体具有以下特点和优势:a) 高比表面积:由于其独特的孔隙结构,蜂窝陶瓷催化剂载体拥有较大的比表面积,有效提高了反应物与催化剂之间的接触面积,增强了催化反应效率。
b) 优异的质量传递特性:蜂窝陶瓷催化剂载体的孔隙网络可促进反应物在内部的传质过程,提高反应速率和效果。
微波干燥技术在蜂窝陶瓷中的应用作者:孙千刘艳春曾令可来源:《佛山陶瓷》 2011年第9期孙千1,刘艳春2,曾令可1(1.华南理工大学材料学:,广州5106402.广州红日燃具有限公司,广州510430)摘要:蜂窝陶瓷挤压成形后的强度低、难干燥等问题,严重制约了蜂窝陶瓷的广泛应用。
近年来,微波干燥技术已应用于蜂窝陶瓷上,可以解决其强度低、难干燥等问题。
结果表明,微波干燥技术能降低成形后蜂窝陶瓷坯体约10%的水分。
通过分析蜂窝陶瓷干燥的过程,提出了热风干燥与微波干燥相组合的方法,结合两者的优势,以达到优化节能的目的。
关键词:蜂窝陶瓷;微波干燥;热风干燥;组合1 引言蜂窝陶瓷作为一种功能性多孔材料,早在20世纪70年代就由美国康宁(Corning)公司开始试制,并在1975年进行了小型车尾气净化试验,取得了良好的效果。
与传统的颗粒状陶瓷载体相比,多孔状蜂窝陶瓷载体具有几何表面大、扩展距离短、有利于反应物的进入和生成物的排出,并可缩小反应器的体积等优点。
因此,蜂窝陶瓷特别适用于汽车尾气的处理、烟道气的净化、蓄热体以及红外辐射燃烧板等方面的应用。
微波的波长在1mm~1m之间,频率在3.0×102~3.0×105 MHz之间(见图1),具有穿透性的一种电磁波。
目前,国内外微波干燥技术已在轻工业、食品工业、化学工业、农业和农产品加工等领域得到广泛应用。
具体在造纸、陶瓷、木材、食品、沥青、污水处理、表面活性剂、香料、矿石、药物、混凝土、涂料、油漆等方面已开始研究和应用。
蜂窝陶瓷由于成形时水分较多,孔隙多,且坯体内孔壁特别薄。
因此,采用传统的方法会导致加热不均匀,极难干燥;由于蜂窝陶瓷导热系数差,其干燥过程要求特别严格(如环保汽车、蓄热体、红外辐射燃烧板等方面的蜂窝陶瓷)。
如果干燥过程控制不好,易导致变形,以及影响孔隙率和比表面积。
目前,蜂窝陶瓷的干燥方式有自然干燥法、远红外干燥法、蒸汽干燥法、微波干燥法等,其中微波干燥方法能克服厚壁蜂窝陶瓷干燥时存在表面与内部干燥速度不一致的问题;同时,也解决了坯体干燥前强度低、搬运困难,干燥后易开裂等问题。
蜂窝陶瓷蜂窝陶瓷是近三十年来开发的一种结构似蜂窝形状的新型陶瓷产品。
由最早使用在小型汽车尾气净化到今天广泛应用在化工、电力、冶金、石油、电子电器、机械等工业中,而且越来越广泛,发展前景相当可观。
蜂窝陶瓷无数相等的孔组成的各种形状,目前最大的孔数已达到了每平方厘米20~40,密度每立方厘米4~6克,吸水率最高达20%以上。
由于多孔薄壁的特点,大大增加了载体的几何表面积和改善了抗热冲击性能,目前生产的产品,其网状孔以三角和四方为主,三角比四方承受力好得多,孔数也多些,这一点作为催化载体尤其重要。
随着单位面积孔数的提高和载体孔壁厚度的减少,陶瓷载体的抗热冲击趋势是提高的,热冲击破坏的温度也是提高的。
因此蜂窝陶瓷必须要降低膨胀系数和提高单位面积的孔数。
热膨胀系数是主要性能指标,当前国外水平是α25-1000℃≤1.0×10-6℃-1,与国内对比有一定差距,不过这差距越来越小。
最早生产蜂窝陶瓷的原料主要是高岭土、滑石、铝粉、粘土等,而今天已突破了,尤其是硅藻土、沸石、膨胀土以及耐火材料的应用,蜂窝陶瓷应用日益广泛,性能越来越好。
除了用于烧结成型的蜂窝陶瓷外,还出现了不烧结的蜂窝陶瓷,这大大提高了催化性能的活性。
不仅外观尺寸由最小的球环形状发展到大尺寸的立柱和方形和圆形。
根据模具设计的不同;可以制作成不同尺寸不同形状不同结构的蜂窝陶瓷。
如用在石化行业炼油空气吸附干燥的分子筛催化剂,尺寸高达0.8 m,宽0.25m的正方形,孔数每平方厘米达到25,从原料、工艺以及机械制造方面都有了很大的变化。
尤其是生产工艺有了很大提高。
作为催化剂的蜂窝陶瓷要求在制造成型时不开裂,有机成分必须释放干净,除了耐磨性能外还要求有一定的机械强度,再生回用多次。
蜂窝陶瓷主要产品有蓄热填料、活性炭、活性氧化铝、分子筛、瓷料球、塔填料和催化剂等数十种产品,蓄热填料的蜂窝陶瓷热容量J/kgk1000以上,使用温度≥1700℃,在加热炉、烘烤器、均热炉、裂解炉等窑炉中可节省燃料达40%以上,产量提高15%以上,排放烟气温度低于150℃。
活性炭粉末或颗粒制成蜂窝陶瓷形状后,大大提高了水处理的净化和废水处理能力,尤其在医药工业中抗菌素、激素、维生素、核酸针剂及各种针剂,药物等的脱水脱色去杂质等。
蜂窝陶瓷填料比其它形状填料的比表面积更大,强度更好等优点,可使汽液分布更均匀,床层阻力降低,效果更好,且可延长使用寿命,在石化、制药和精细化工行业中作填料效果相当好。
蜂窝陶瓷用在催化剂方面更具优势。
以蜂窝状陶瓷材料为载体,采用独特的涂层材料,以贵金属,稀土金属及过渡金属制备,因而具有高的催化活性,良好的热稳定性,长的使用寿命,高强度等优点。
用于催化裂化的蜂窝陶瓷正在取代现有的产品。
催化裂化用200~500℃之间的重馏分油为原料(包括减压馏分,直馏轻柴油、焦化蜡油等),以硅铝酸盐为催化剂,反应温度在450~550℃之间(随反应器类型而异)。
它产量大(每个大型催化裂化装置,每年裂化油品百万吨以上),技术条件要求高(例如,催化剂每接触油几分钟甚至几秒钟就要再生,每分钟流过流化床催化剂达10t或更多)随着催化活性的提高,为了加快再生速度,要求更加苛刻的再生条件。
例如600~650℃,甚至700℃,催化剂消耗量大,每吨进料油消耗0. 3~0.6kg催化剂,催化剂力学强度差的,消耗的还要大得多。
这要求着催化剂活性、选择性、稳定性的稍微提高,对生产实际将具有重大意义。
正因为如此,蜂窝陶瓷催化剂也在不断推陈出新,市场需求也越来越大,这些催化裂化用的催化剂被蜂窝陶瓷催化剂所代替,大尺寸多孔数的蜂窝陶瓷催化剂已崭露头角,有着强劲的发展势头。
汽车催化剂汽车催化剂是稀土应用市场一个较新的产品,有氧化型催化剂和三元催化剂之分。
氧化型不能解决NOx排放问题已经过时。
三元催化剂在备有一个传感器的闭路系统内工作,它在将CO和HC氧化为CO2和水、NOx同步还原为氮的同时,还能控制内燃机内的空(气)/燃(油)比。
汽车的排放系统内安装一个不锈钢盒,盒内放置的是催化净化转化器,转化器内的汽车催化剂以做成蜂窝状的陶瓷或金属为基体,蜂窝体内表面涂以由Al2O3、稀土基材料(CeO2和其它金属氧化物的混合氧化物)和少量贵金属(铂、钯或铑)三个组元构成的活性涂层。
催化主要由铂等贵金属完成。
稀土中的CeO2具有极好的储氧能力,空/燃比发生变化时能起极好的动态调节作用,即在燃料多时供氧,氧化CO和HC,燃料少时以Ce2O3的形式起还原作用,将NOx从排放气体中除去。
稀土以助催化剂的形式,通过铈的高效氧化还原偶合作用和高的离子迁移性,提高三元催化剂的催化活性,节约贵金属,并提高Al2O3载体的耐热性能。
其中尤以CeO2中加入氧化锆ZrO2形成的固溶体能显著提高CeO2的热稳定性和活性,提高尾气净化器在汽车发动机温度(达570℃)下的耐热性能。
近年来,欧、美、日已利用了这项成果。
我国需深入研究催化基础理论自美国于上世纪70年代中期推行汽车催化剂的应用以来,目前已有40余个国家实施了排放控制法。
2000年欧洲制定的欧Ⅱ标准,要求颗粒排放物的允许数值是:CO2.3g/km、HC0.20g/km、NOx0.15g/km,到2005年实施欧Ⅳ标准时,颗粒排放物的允许数量将再下调40%~50%。
显然是环保法规推动了对颗粒排放物的日益严格的控制,而这也催生了新的稀土催化材料及形成日趋强大的市场。
美国的汽车保有量在1.8亿辆以上,到1996年用于汽车催化剂的稀土氧化物用量已突破1.3万吨,占其国内稀土总消费量的46%,1999年更上升到占其总消费量的60%,年产汽车催化剂近5000万套,而其石油裂化催化剂中稀土的用量也在逐步恢复,1996年已上升到7300t,占稀土总消费量的25%,而我国稀土催化应用,显然没有达到美国的高度,石油催化裂化占国内稀土消费总量的18%,而代表高新技术产业的汽车催化剂仅占总消费量的不足2%,可见我国稀土消费结构在向高性能、高技术、高附加值产品转型方面仍然任重而道远,仍然安于现状的传统观念制约。
与我国相比,欧洲汽车催化剂的应用前景却令人鼓舞,全球最大的稀土分离提纯厂家罗纳·普朗克公司更名为罗地亚电子与催化剂材料公司,标志已把分离提纯的下游产品催化剂材料作为产业结构调整的主要支柱。
这些公司普遍要求我国供应的稀土要保证质量的一致性,进而保证其最终产品在5~7年内保持高性能。
罗地亚公司还研制成新一代用于柴油机汽车的催化剂Eolys。
这是一种以燃油为载体含CeO2的催化剂,用于柴油机颗粒过滤系统。
过滤系统是一种陶瓷壁流体过滤器(或过滤阱),它利用稀土可除去柴油机90%以上甚致99%的颗粒排放物。
过滤器在其本身完全被所收集的颗料堵塞之前通过Eolys能将过滤器再生,也就是将颗粒物构成的烟炱烧掉。
由于Eolys中CeO2的作用是降低烟炱的点火温度,减慢燃烧引起的温升,因此整个再生过程较为温和且易于控制,可避免形成负压、使柴油车工作性能下降,由于是商业机密,仅了解到,Eolys与柴油和柴油添加剂能够配伍(相容),可与柴油完全混溶,并形成高度稳定的混合液,可装在瓶子内像润滑油一样供柴油机使用,使用颇为方便。
柴油机汽车较汽油机汽车,除油价低外,还明显节省燃油,在欧洲柴油机汽车正在大行其道,极力推广。
我国油品的结构,柴油为汽油的1.3倍,柴油占整个油品产量的27.2%,柴油已广泛用于大型运载车辆、舰船、拖拉机、铁路机车和摩托车上,解决其排放的黑烟始终是亟待解决的重大环保问题,而借鉴罗地亚公司的技术采用二氧化铈(CeO2)作催化剂既解决了轻稀土的出路问题,又有利于交通运输业的环保,可谓一箭双雕,而制约稀土催化材料大展鸿图的原因之一,是对CeO2催化剂缺乏必要的基础理论研究,而深入研究CeO2与ZrO2等组分金属氧化物之间的相互作用如何影响催化行为将直接关联一大批从挥发性有机物焚烧到废水处理等涉及环境的应用市场的开拓。
一般的车尾安装催化剂分两种,一种是出租车,建议您如果是出租车司机的话,尾部的催化剂是一年换一次,二,私家车,如果您是私家车司机,您如果不超过8万公里的话,您可以五年更换一次。
惰性氧化铝瓷球惰性氧化铝瓷球是广泛用于石油、化工、化肥、天然气及环保等行业,作为反应器内催化剂的覆盖支撑材料和塔填料。
它具有耐高温高压,吸水率低,化学性能稳定的特点。
能经受酸、碱及其它有机溶剂的腐蚀,并能经受生产过程中出现的温度变化。
其主要作用是增加气体或液体分布点,支撑和保护强度不高的活性催化剂。
产品投放市场以来,各界用户均反映其性能效果可与进口产品相媲美,部分技术指标甚至高于国外同类产品。
泡沫陶瓷概述泡沫陶瓷材料的发展始于20世纪70年代,是一种具有高温特性的多孔材料。
其孔径从纳米级到微米级不等,气孔率在20%~95%之间,使用温度为常温~1600℃。
泡沫陶瓷一般可以分为两类,即开孔(网状)陶瓷材料以及闭孔陶瓷材料,这取决于各个孔穴是否具有固体壁面。
如果形成泡沫体的固体仅仅包含于孔棱中,则称之为开孔陶瓷材料,其孔隙是相互连通的;如果存在固体壁面,则泡沫体称为闭孔陶瓷材料,其中的孔穴由连续的陶瓷基体相互分隔。
但大部分泡沫陶瓷既存在开孔孔隙又存在少量闭孔孔隙。
一般来说孔隙的直径小于2nm的为微孔材料;孔隙在2~50nm之间的为介孔材料;孔隙在50nm以上的为宏孔材料。
自1978年美国发明了利用氧化铝、高岭土等陶瓷料浆成功研制出泡沫陶瓷,用于铝合金铸造过滤之后,英、日、德、瑞士等国家竞相开展了研究,生产工艺日益先进,技术装备越来越向机械化、自动化发展,已研制出多种材质,适合于不同用途的泡沫陶瓷过滤器,如A12O3、ZrO2、SiC、氮化硅、硼化物等高温泡沫陶瓷,有的还加入了一定的矿物,如莫来石、堇青石、粉煤灰、煤矸石等,产品已系列化、标准化,形成了一个新兴产业, 其分类如表所示。
我国在20世纪8 0年代初开展泡沫陶瓷研究工作。
近20年来,先后有十几家科研机构和厂家报道了泡沫陶瓷制品的研究。
但是我国的泡沫陶瓷从整体技术水平上与国外相比还有一定的差距。
泡沫陶瓷是具有三维空间网架结构的高气孔率的多孔陶瓷体,其造型犹如钢化了的泡沫塑料或瓷化了的海泡沫陶瓷的分类材料类型骨料耐蚀性温度(℃) 高硅质硅酸盐材料瓷渣耐水性,耐酸性700 铝硅酸盐材料粘土熟料耐弱碱,耐酸性1 000 刚玉金刚砂材料电熔刚玉耐水性,耐酸性 1 600 硅藻土质粘土耐水性,耐酸性低温绵体。
由于它具有气孔率高、比表面积大、抗热震、耐高温、耐化学腐蚀及良好的机械强度和过滤吸附性能,可广泛应用于热交换材料,布气材料,汽车尾气装置,净化冶金工业过滤熔融态金属,热能回收,轻工喷涂行业,工业污水处理,隔热隔音材料,用作化学催化剂载体,电解隔膜及分离分散元件等。