蜂窩陶瓷的特點(diǎn)和應(yīng)用

　　蜂窩陶瓷是近三十年來(lái)開(kāi)發(fā)的一種結(jié)構(gòu)似蜂窩形狀的新型陶瓷產(chǎn)品。由最早使用在小型汽車(chē)尾氣凈化到今天廣泛應(yīng)用在化工、電力、冶金、石油、電子電器、機(jī)械等工業(yè)中，而且越來(lái)越廣泛，發(fā)展前景相當(dāng)可觀。
　　一特點(diǎn)由于多孔薄壁的特點(diǎn)，大大增加了載體的幾何表面積和改善了抗熱沖擊性能，生產(chǎn)的產(chǎn)品，其網(wǎng)狀孔以三角和四方為主，三角比四方承受力好得多，孔數(shù)也多些，這一點(diǎn)作為催化載體尤其重要。隨著單位面積孔數(shù)的提高和載體孔壁厚度的減少，陶瓷載體的抗熱沖擊趨勢(shì)是提高的，熱沖擊破壞的溫度也是提高的。因此蜂窩陶瓷必須要降低膨脹系數(shù)和提高單位面積的孔數(shù)。熱膨脹系數(shù)是主要性能指標(biāo)，當(dāng)前國(guó)外水平是α25-1000℃≤1.0×10-6℃-1，與國(guó)內(nèi)對(duì)比有一定差距，不過(guò)這差距越來(lái)越小。最早生產(chǎn)蜂窩陶瓷的原料主要是高嶺土、滑石、鋁粉、粘土等，而今天已突破了，尤其是硅藻土、沸石、膨脹土以及耐火材料的應(yīng)用，蜂窩陶瓷應(yīng)用日益廣泛，性能越來(lái)越好。除了用于燒結(jié)成型的蜂窩陶瓷外，還出現(xiàn)了不燒結(jié)的蜂窩陶瓷，這大大提高了催化性能的活性。不僅外觀尺寸由最小的球環(huán)形狀發(fā)展到大尺寸的立柱和方形和圓形。根據(jù)模具設(shè)計(jì)的不同;可以制作成不同尺寸不同形狀不同結(jié)構(gòu)的蜂窩陶瓷。如用在石化行業(yè)煉油空氣吸附干燥的分子篩催化劑，尺寸高達(dá)0.8m，寬0.25m的正方形，孔數(shù)每平方厘米達(dá)到25，從原料、工藝以及機(jī)械制造方面都有了很大的變化。尤其是生產(chǎn)工藝有了很大提高。作為催化劑的蜂窩陶瓷要求在制造成型時(shí)不開(kāi)裂，有機(jī)成分必須釋放干凈，除了耐磨性能外還要求有一定的機(jī)械強(qiáng)度，再生回用多次。蜂窩陶瓷可由多種材質(zhì)制成。
　　主要材質(zhì)有:堇青石、莫來(lái)石、鈦酸鋁、活性炭、碳化硅、活性氧化鋁、氧化鋯、氮化硅及堇青石一莫來(lái)石、堇青石一鈦酸鋁等復(fù)合基質(zhì)。活性炭粉末或顆粒制成蜂窩陶瓷形狀后，大大提高了水處理的凈化和廢水處理能力，尤其在醫(yī)藥工業(yè)中抗菌素、激素、維生素、核酸針劑及各種針劑，藥物等的脫水脫色去雜質(zhì)等。蜂窩陶瓷按用途可以分為蓄熱體、填料、催化劑載體和過(guò)濾材料四大類(lèi)。蜂窩陶瓷蓄熱體熱容量J/kgk1000以上，產(chǎn)品最高使用溫度≥1700℃，在加熱爐、烘烤器、均熱爐、裂解爐等窯爐中可節(jié)省燃料達(dá)40%以上，產(chǎn)量提高15%以上，排放煙氣溫度低于150℃。蜂窩陶瓷填料比其它形狀填料的比表面積更大，強(qiáng)度更好等優(yōu)點(diǎn)，可使汽液分布更均勻，床層阻力降低，效果更好，且可延長(zhǎng)使用壽命，在石化、制藥和精細(xì)化工行業(yè)中作填料效果相當(dāng)好。蜂窩陶瓷用在催化劑方面更具優(yōu)勢(shì)。以蜂窩狀陶瓷材料為載體，采用獨(dú)特的涂層材料，以貴金屬，稀土金屬及過(guò)渡金屬制備，因而具有高的催化活性，良好的熱穩(wěn)定性，長(zhǎng)的使用壽命，高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。用于催化裂化的蜂窩陶瓷正在取代現(xiàn)有的產(chǎn)品。催化裂化用200~500℃之間的重餾分油為原料(包括減壓餾分，直餾輕柴油、焦化蠟油等)，以硅鋁酸鹽為催化劑，反應(yīng)溫度在450~550℃之間(隨反應(yīng)器類(lèi)型而異)。它產(chǎn)量大(每個(gè)大型催化裂化裝置，每年裂化油品百萬(wàn)噸以上)，技術(shù)條件要求高(例如，催化劑每接觸油幾分鐘甚至幾秒鐘就要再生，每分鐘流過(guò)流化床催化劑達(dá)10t或更多)隨著催化活性的提高，為了加快再生速度，要求更加苛刻的再生條件。例如600~650℃，甚至700℃，催化劑消耗量大，每噸進(jìn)料油消耗0.3~0.6kg催化劑，催化劑力學(xué)強(qiáng)度差的，消耗的還要大得多。這要求著催化劑活性、選擇性、穩(wěn)定性的稍微提高，對(duì)生產(chǎn)實(shí)際將具有重大意義。正因?yàn)槿绱?，蜂窩陶瓷催化劑也在不斷推陳出新，市場(chǎng)需求也越來(lái)越大，這些催化裂化用的催化劑被蜂窩陶瓷催化劑所代替，大尺寸多孔數(shù)的蜂窩陶瓷催化劑已嶄露頭角，有著強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。蜂窩陶瓷作為過(guò)濾材料有以下優(yōu)點(diǎn):化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿及有機(jī)溶劑;極好的耐急熱急冷性能，工作溫度可高達(dá)1000℃;抗菌性能好，不易被細(xì)菌降解，不易堵塞且易再生;較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，孔徑分布狹窄，滲透率高;無(wú)毒，尤其適用于食品和藥物的處理。其主要在冶金行業(yè)得到應(yīng)用。蜂窩陶瓷體的比表面積大，提高了過(guò)濾片吸附和捕捉細(xì)小雜質(zhì)的能力，比傳統(tǒng)多孔陶瓷過(guò)濾效果好，金屬液流動(dòng)平穩(wěn)。
　　二應(yīng)用
　　蜂窩陶瓷對(duì)的用途很廣，介紹如下:
　　1.催化劑載體折疊蜂窩陶瓷用作催化劑載體時(shí)，主要應(yīng)用于汽車(chē)排氣凈化、鍋爐排煙脫硝(NOx)、工業(yè)排氣除臭、除去有毒有害氣體等。汽車(chē)排氣凈化用的蜂窩陶瓷催化劑載體主要是被覆γ-Al2O3的堇青石蜂窩陶瓷載體。
　　2.耐火窯具折疊擠出蜂窩陶瓷窯具的質(zhì)量比傳統(tǒng)窯具輕60%-75%，熱量傳遞迅速，可實(shí)現(xiàn)快速燒成，用它墊燒鐵氧體或其它電子陶瓷時(shí)，有利于提高產(chǎn)品的性能。
　　3.壁流式過(guò)濾器折疊多孔狀薄壁的蜂窩陶瓷可過(guò)濾凈化柴油機(jī)燃?xì)鈴U氣(約500℃)中的碳粒。