蜂窩陶瓷的發(fā)展前景分析

蜂窩陶瓷是近三十年來開發(fā)的一種新型陶瓷產品。由早期使用在小型汽車尾氣凈化到如今廣泛應用在化工、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。

蜂窩陶瓷因其結構似蜂窩形狀，由無數(shù)相等的孔組成的各種形狀，目前至大的孔數(shù)已達到了每平方厘米20-40，密度每立方厘米4-6克，吸水率至高達20%以上。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，目前生產的產品，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，熱沖擊破環(huán)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。生產蜂窩陶瓷的原料主要是高嶺土，滑石，鋁粉、粘土等，而如今已突破了，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。不僅外觀尺寸由至小的球環(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。

目前我國有蜂窩陶瓷生產廠家十多家，年產蜂窩陶瓷產品3000萬件左右。主要產品有蓄熱填料、活性炭，活性氧化鋁、分子篩、瓷料球、塔填料和催化劑等數(shù)十種產品，除了應用在國內鋼鐵、機械、建材、石化、冶練、家電等工業(yè)上，還出口國外，如蓄熱填料的蜂窩陶瓷熱容量J/kgk1000以上，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，產量提高15%以上，排放煙氣溫度低于150℃。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等。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。

目前蜂窩陶瓷的生產還是手工操作的多，尤其是成型工藝容易開裂、燒結變形，尚不能流水線作業(yè)，如果加工工藝復雜的又對模具要求高，因此加強模具成型和成型工藝以及機械制造蜂窩陶瓷是關鍵，還需要努力鉆研研究開發(fā)。

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