專利名稱：耐高溫、抗氧化、耐腐蝕max相過(guò)濾分離元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過(guò)濾分離元件，尤其涉及MAX相過(guò)濾分離元件，屬于新型過(guò)濾分離材料及其元件。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代エ業(yè)如石油化工、金屬冶金、玻璃、水泥、多晶硅、核乏燃料處理以及垃圾焚燒等エ業(yè)過(guò)程中需要進(jìn)行大量高溫腐蝕氣體中粉塵的凈化，生物制藥、食品加工以及エ業(yè)污水處理等エ業(yè)過(guò)程中需要進(jìn)行大量腐蝕液體中固體顆粒的過(guò)濾分離，以上エ業(yè)過(guò)程的氣固分離、液固分離均需要采用大量耐高溫、抗氧化、耐腐蝕的高性能過(guò)濾分離元件。為了提高エ業(yè)過(guò)程系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,對(duì)氣體凈化和液體過(guò)濾分離元件的抗熱沖擊性能、過(guò)濾 性能、腐蝕性能以及使用壽命提出了更為苛刻的要求。針對(duì)エ業(yè)過(guò)程中的エ況要求，國(guó)內(nèi)外投入大量資金開展新型過(guò)濾分離元件的研究工作。在氣固分離元件方面，美國(guó)、德、日、英開展了以陶瓷過(guò)濾介質(zhì)為主的高溫氣體過(guò)濾分離技術(shù)的開發(fā)，上世紀(jì)90年代以來(lái)開發(fā)了一大批高性能過(guò)濾材料，其中美國(guó)PALL公司成功開發(fā)出了 060X1500mm SiC-堇青石陶瓷過(guò)濾元件，過(guò)濾精度彡2 y m，使用溫度彡450°C，使用エ況為含H2S氣氛；日本Asahi公司開發(fā)出勻質(zhì)堇青石陶瓷濾管；德國(guó)Schumacher公司研制出SiC-Al2O3雙層試管式濾管，德國(guó)BWF公司生產(chǎn)出真空成型陶瓷纖維管等，以上產(chǎn)品均在エ業(yè)過(guò)程中獲得了成功應(yīng)用。國(guó)內(nèi)山東エ業(yè)陶瓷研究所開發(fā)出了堇青石過(guò)濾元件，中科院金屬研究所開發(fā)出了均質(zhì)SiC泡沫過(guò)濾元件等，該類產(chǎn)品在我國(guó)ー些化工等エ業(yè)過(guò)程獲得了應(yīng)用。在液固過(guò)濾分離方面，針對(duì)耐腐蝕等エ況條件要求，新加坡凱發(fā)公司開發(fā)出了不銹鋼/納米TiO2復(fù)合過(guò)濾元件，開發(fā)的過(guò)濾元件具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，過(guò)濾TiO2層的過(guò)濾精度為20nm以下，該產(chǎn)品在生物制藥、食品飲料、石油化工、エ業(yè)廢水等エ業(yè)過(guò)程獲得了廣泛應(yīng)用。德國(guó)GKN公司選用亞微米級(jí)甚至納米級(jí)的金屬粉末進(jìn)行濕法噴涂技術(shù)開發(fā)出了一系列不銹鋼和鎳基合金過(guò)濾元件，過(guò)濾精度在20 y m以下，該產(chǎn)品應(yīng)用在石油化工、煤化エ等領(lǐng)域。選用耐高溫、抗氧化、耐腐蝕的高性能材質(zhì)以開發(fā)出新型高性能的過(guò)濾分離元件是ー個(gè)重要的發(fā)展方向。MAX相材料是近二十年來(lái)發(fā)展的新材料體系，它具有六方晶格結(jié)構(gòu)的納米層狀三元化合物，分子式為Mn+1AXn,其中M為過(guò)渡族金屬,A為A族元素,X為碳或氮，n=l-3。該材料具有高可靠性、高強(qiáng)度、高韌性、高模量、高熱導(dǎo)率、低輻照活性、優(yōu)良的損傷容限和抗熱震能力，并且耐高溫、抗氧化、易燒結(jié)、可加工以及良好的材料連接性能。將材料作為過(guò)濾元件的材質(zhì)，開發(fā)出具有高性能的過(guò)濾分離元件，目前還未見資料報(bào)道。因此，開發(fā)出MAX相過(guò)濾元件，將在高溫氣體凈化和腐蝕液相過(guò)濾方面具有廣闊的市場(chǎng)前景。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)高溫氣固分離和液固分離的エ況需求，本發(fā)明提供了一種基于MAX相材料的過(guò)濾分離元件。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是ー類具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕的MAX相過(guò)濾分離元件，其特征在于元件由Ti3SiC2、Ti3AlC2, TiAlC, Ti2AlN或Ti4AlN3制成。所述元件尤為適用于氣固分離，液固過(guò)濾分離和氣體浄化等。所述元件為管狀或板狀過(guò)濾元件；
所述管狀元件的尺寸為直徑O 5 200mm，IOmm <長(zhǎng)度< 1500mm，壁厚0. 5 20mm ;板狀元件的尺寸為直徑IOmm600,厚度0. 5 20mm ；
所述元件的使用溫度為大氣氣氛下< 1200°C。本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是過(guò)濾分離元件具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，非常適合高溫復(fù)雜エ況條件應(yīng)用。過(guò)濾分離性能為過(guò)濾精度20、.1 u m,過(guò)濾效率98%，透氣系數(shù)^ 10m3/m2 kPa h。以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)ー步詳細(xì)描述，但所述的實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是在不脫離本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)或宗g的前提下，采用與本發(fā)明相似的結(jié)構(gòu)或作出等同或等效的變化或替換，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
Ti3SiC2過(guò)濾分離元件
采用商業(yè)Ti3SiC2粉末，粒度篩分分級(jí)，粉末表面處理，造粒處理，然后進(jìn)行冷等靜壓成形，成形后真空燒結(jié)。將燒結(jié)后的樣品進(jìn)行氣體過(guò)濾精度依據(jù)ISOl1155標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。過(guò)濾分離元件的規(guī)格C>60 X 1000mm,壁厚8mm,元件性能如下
權(quán)利要求
1.一種耐高溫、抗氧化、耐腐蝕的MAX相過(guò)濾分離元件，其特征在于元件由Ti3SiC2、Ti3AlC2' TiAlC, Ti2AlN 或 Ti4AlN3 制成。
2.按照權(quán)利要求1所述的MAX相過(guò)濾分離元件，其特征在于其為管狀或板狀過(guò)濾元件。
3.按照權(quán)利要求2所述的MAX相過(guò)濾分離元件，其特征在于管狀元件的尺寸為直徑Φ5 200mm，IOmm彡長(zhǎng)度彡1500mm,壁厚O. 5 20mm ;板狀元件的尺寸為直徑IOmm < Φ < 600mm,厚度 O. 5 20mm。
4.按照權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的MAX相過(guò)濾分離元件，其特征在于其使用溫度為大氣氣氛下彡1200°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕的MAX相過(guò)濾分離元件，其特征在于過(guò)濾分離元件的制備材料體系為MAX相材料，所述的MAX相材料為Ti3SiC2、Ti3AlC2、TiAlC、Ti2AlN或Ti4AlN3，過(guò)濾分離元件的尺寸管狀，直徑Φ5~200mm，10mm≤長(zhǎng)度≤1500mm，壁厚0.5~20mm；板狀直徑10≤Φ≤600mm，厚度0.5~20mm；過(guò)濾分離元件的過(guò)濾性能過(guò)濾精度20~0.1μm，過(guò)濾效率98%，透氣系數(shù)≥10m3/m2·kPa·h；過(guò)濾分離元件的使用溫度大氣氣氛下≤1200℃。
文檔編號(hào)B01D39/20GK103007633SQ20121056088
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者劉忠軍, 孟憲濤, 薛嘉, 李少龍, 胡苗 申請(qǐng)人:江蘇云才材料有限公司