蜂窩陶瓷的特點和應用

　　蜂窩陶瓷是近三十年來開發(fā)的一種結構似蜂窩形狀的新型陶瓷產(chǎn)品。由最早使用在小型汽車尾氣凈化到今天廣泛應用在化工、電力、冶金、石油、電子電器、機械等工業(yè)中，而且越來越廣泛，發(fā)展前景相當可觀。
　　一特點由于多孔薄壁的特點，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，當前國外水平是α25-1000℃≤1.0×10-6℃-1，與國內對比有一定差距，不過這差距越來越小。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用，蜂窩陶瓷應用日益廣泛，性能越來越好。除了用于燒結成型的蜂窩陶瓷外，還出現(xiàn)了不燒結的蜂窩陶瓷，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)模具設計的不同;可以制作成不同尺寸不同形狀不同結構的蜂窩陶瓷。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0.8m，寬0.25m的正方形，孔數(shù)每平方厘米達到25，從原料、工藝以及機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不開裂，有機成分必須釋放干凈，除了耐磨性能外還要求有一定的機械強度，再生回用多次。蜂窩陶瓷可由多種材質制成。
　　主要材質有:堇青石、莫來石、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石、堇青石一鈦酸鋁等復合基質?；钚蕴糠勰┗蝾w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等。蜂窩陶瓷按用途可以分為蓄熱體、填料、催化劑載體和過濾材料四大類。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，強度更好等優(yōu)點，可使汽液分布更均勻，床層阻力降低，效果更好，且可延長使用壽命，在石化、制藥和精細化工行業(yè)中作填料效果相當好。蜂窩陶瓷用在催化劑方面更具優(yōu)勢。以蜂窩狀陶瓷材料為載體，采用獨特的涂層材料，以貴金屬，稀土金屬及過渡金屬制備，因而具有高的催化活性，良好的熱穩(wěn)定性，長的使用壽命，高強度等優(yōu)點。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，反應溫度在450~550℃之間(隨反應器類型而異)。它產(chǎn)量大(每個大型催化裂化裝置，每年裂化油品百萬噸以上)，技術條件要求高(例如，催化劑每接觸油幾分鐘甚至幾秒鐘就要再生，每分鐘流過流化床催化劑達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，每噸進料油消耗0.3~0.6kg催化劑，催化劑力學強度差的，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，對生產(chǎn)實際將具有重大意義。正因為如此，蜂窩陶瓷催化劑也在不斷推陳出新，市場需求也越來越大，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，有著強勁的發(fā)展勢頭。蜂窩陶瓷作為過濾材料有以下優(yōu)點:化學穩(wěn)定性好，耐酸堿及有機溶劑;極好的耐急熱急冷性能，工作溫度可高達1000℃;抗菌性能好，不易被細菌降解，不易堵塞且易再生;較強的結構穩(wěn)定性，孔徑分布狹窄，滲透率高;無毒，尤其適用于食品和藥物的處理。其主要在冶金行業(yè)得到應用。蜂窩陶瓷體的比表面積大，提高了過濾片吸附和捕捉細小雜質的能力，比傳統(tǒng)多孔陶瓷過濾效果好，金屬液流動平穩(wěn)。
　　二應用
　　蜂窩陶瓷對的用途很廣，介紹如下:
　　1.催化劑載體折疊蜂窩陶瓷用作催化劑載體時，主要應用于汽車排氣凈化、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量比傳統(tǒng)窯具輕60%-75%，熱量傳遞迅速，可實現(xiàn)快速燒成，用它墊燒鐵氧體或其它電子陶瓷時，有利于提高產(chǎn)品的性能。
　　3.壁流式過濾器折疊多孔狀薄壁的蜂窩陶瓷可過濾凈化柴油機燃氣廢氣(約500℃)中的碳粒。