【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)的金屬壁面及其制備方法，還涉及防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)在金屬壁面的方法。
技術(shù)介紹
對(duì)于以濕空氣、蒸汽或其他氣態(tài)含能工質(zhì)作為介質(zhì)，對(duì)于固體散碎狀(顆粒狀)物料進(jìn)行氣力輸送、氣固分離及除塵、通 風(fēng)、暖通與制冷等工程中，含塵氣流中的粉粒體因其自身表面能與內(nèi)聚力和因介質(zhì)中以氣態(tài)形式存在的液體蒸發(fā)凝結(jié)，致使粉塵顆粒在各構(gòu)件金屬材質(zhì)的壁面上的粘結(jié)而難以清除。此外，這一粘結(jié)現(xiàn)象還發(fā)生于物料干燥尾氣、工業(yè)與民用領(lǐng)域用熱設(shè)備排氣的余熱回收利用的熱交換裝置中。在具有一定含濕量的散碎狀顆粒物或濕含量的介質(zhì)的各類氣固處理的作業(yè)中，細(xì)小顆粒物因顆粒物表面能而使其在壁面上粘附、因介質(zhì)中水蒸氣“遇冷”在壁面“結(jié)露”而使已附著在壁面上的粉塵顆粒“粘結(jié)”。顆粒物在壁面的附著、粘附，遇到液體后在其上粘結(jié)，造成在氣流通道內(nèi)的堆積、堵塞和增加設(shè)備的氣流阻力。粘結(jié)受干燥介質(zhì)的作用被高溫碳化甚至引發(fā)燃燒，影響余熱回收利用熱交換裝置的換熱效率。迄今，在環(huán)保、冶金、建材、通風(fēng)、暖通、木材加工(含人造板、家具、木質(zhì)板等木制品)等工業(yè)領(lǐng)域，為消除顆粒物的粘附所帶來的影響，迄今采用的是機(jī)械振打、風(fēng)力清吹的人為清除方法，即先“粘附”以至于“粘結(jié)”后再清除，清除的效率和效果不理想。在水或液體的作用下，減小或有效地降低細(xì)小顆粒物試圖粘附、粘結(jié)于壁面的結(jié)合力，將是防止其粘附、粘結(jié)的有效的途徑和方法。即使是附著在壁面上，因附著力的降低也便于徹底清除。對(duì)于具有一定溫度的含塵氣體的余熱回收利用的換熱器，粉塵的附著于換熱面是不可避免的，在冶金行業(yè)硅鐵電爐高溫?zé)煔庥?span style='display:none'>熱利用中的熱交換器，常因管內(nèi)污垢系數(shù)上升、換熱面粘附粉塵而實(shí)效。為清除換熱面上的粘附的粉塵，采用脈沖噴吹自動(dòng)清灰裝置，這一方法只是解決高溫?zé)煔馕矚庥酂崂弥袚Q熱面的積灰，并沒有涉及含濕度、含塵工業(yè)用熱設(shè)備尾氣的余熱回收利用中遇到問題，即粉塵“粘附”換熱面、且遇到水蒸氣或水或可潤濕粉塵的其他液體而“粘結(jié)”于換熱面。在常溫環(huán)境下，對(duì)于建筑玻璃墻面、化學(xué)分析的載玻片，為防止玻璃表面的粉塵附著和粘附，采用的方法是在玻璃表面以化學(xué)試劑對(duì)玻璃表面進(jìn)行預(yù)處理，以達(dá)到防塵保潔的目的。解決電除塵器中粉塵粘結(jié)于電極的問題，采用方法是在電極表面涂以涂層材料，試圖以降低粉塵在電極上的附著的粘結(jié)力。在鋼鐵廠鐵礦燒結(jié)車間抽風(fēng)系統(tǒng)中，遇到燒結(jié)熱量作用致使抽塵氣流溫度高且所含水汽偏大，產(chǎn)生風(fēng)管外面的冷氣作用使風(fēng)管內(nèi)表面累積一層粘結(jié)強(qiáng)度高的塵垢，影響正常生產(chǎn)，解決這一問題的方法是采用夾層風(fēng)管預(yù)防內(nèi)表面累積塵垢。在與粉塵于固體表面“粘附”、或“粘結(jié)”相關(guān)的其他領(lǐng)域，解決的方法有對(duì)離心風(fēng)機(jī)葉輪的粉塵粘附的機(jī)理研究、微顆粒在其表面粘附的力學(xué)模型與粘附數(shù)值模擬；建筑玻璃表面粉塵的粘附與清潔機(jī)理探討；建筑物外墻粘污機(jī)理與保潔實(shí)驗(yàn)研究；化學(xué)試劑預(yù)處理玻璃表面防塵保潔實(shí)驗(yàn)；干態(tài)的電除塵器、布袋除塵器(又稱袋式除塵器)、對(duì)噴流除塵技術(shù)中粉塵粘附問題致使其失效以及粉塵粘附性能的研究；利用粉塵粘附性能研制的化學(xué)抑塵劑；高耐候及高耐沾污性外墻乳膠涂料的研制。尚未檢索到通過對(duì)金屬材質(zhì)的氣流通道表面進(jìn)行疏水性處理的方法，以解決粉塵附著、遇到水或水蒸氣后“粘結(jié)”和不易清除所帶來的諸多問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種能夠有效防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)的金屬壁面。該防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)的金屬壁面，是在金屬壁面具有直徑或當(dāng) 量直徑為2 i! m -9 i! m的突起，突起之間的間距25-32 u m。上述的防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)的金屬壁面，突起直徑或當(dāng)量直徑為2 u m _5 u m0本專利技術(shù)的有益效果本專利技術(shù)使其金屬壁面形成直徑或當(dāng)量直徑為2 -9i!m、間距25-32 ii m的“突起”狀超微粗糙表面，使其與水的接觸角大于150°，而具有疏水特性。本專利技術(shù)同時(shí)提供了一種防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)的金屬壁面的制備方法。該防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)的金屬壁面的制備方法，是將金屬板材清洗干凈后，以酸溶液進(jìn)行刻蝕，然后把刻蝕后的金屬板材放入氟硅烷-乙醇溶液中浸泡，再取出烘干。上述的防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)的金屬壁面的制備方法，所述金屬板材為鋁材,刻蝕時(shí)以4mol/L鹽酸溶液刻蝕6-8min，再用氟硅烷-乙醇溶液將刻蝕過的鋁材浸泡20-30min。以4mol/L鹽酸溶液刻蝕6_8min即可在鋁材表面形成直徑或當(dāng)量直徑為2u m -9 ii m的突起,突起之間的間距25-32 ii m。當(dāng)鹽酸溶液的濃度達(dá)到4. Omol/L時(shí),所得到的表面表現(xiàn)出較好疏水性；當(dāng)溶液濃度過低時(shí)，由于反應(yīng)的速度緩慢，壁面微觀粗糙結(jié)構(gòu)的形成受到一定影響，難以實(shí)現(xiàn)超疏水性；當(dāng)溶液濃度過高時(shí)，接觸角的數(shù)值變化并不大，并且由于反應(yīng)的速度過快，可能致使表面上各個(gè)區(qū)域刻蝕不均，從而使同一表面上的疏水性不同；而且由于反應(yīng)劇烈，使得反應(yīng)結(jié)束的時(shí)間不容易控制，從而對(duì)刻蝕結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。鹽酸刻蝕可增大氟化處理表面的接觸角，刻蝕時(shí)間越長接觸角越大，但當(dāng)鹽酸刻蝕時(shí)間超過IOmin時(shí)，進(jìn)一步延長刻蝕時(shí)間水滴在壁面上的接觸角變化并不大，且開始逐漸下降，因而刻蝕時(shí)間以6 8min為宜。固體表面的潤濕性能主要受表面化學(xué)組成的影響，固體表面自由能越小，越不易于被一些液體所潤濕。本專利所用氟硅烷-乙醇溶液配置如下首先將十三氟辛基三乙氧基硅烷和水按體積比為1:49混合配制成2%的中間溶液，然后用冰乙酸調(diào)節(jié)中間液的PH值至3 3. 8，再用無水乙醇將中間液稀釋至1%(十三氟辛基三乙氧基硅烷占整個(gè)溶液的體積百分比)的十三氟辛基三乙氧基硅烷溶液，最后，將所配制溶液在室溫下充分?jǐn)嚢?小時(shí)左右，使其形成均勻透明液體。十三氟辛基三乙氧基硅烷由于表面自由能很小，對(duì)固體材料進(jìn)行化學(xué)修飾，可以降低固體的表面自由能，從而使固體表面疏水化。優(yōu)選，刻蝕完成后用氟硅烷-乙醇溶液浸泡之前，用去離子水沖洗其表面，再用超聲波振蕩清洗，除去表面殘留反應(yīng)生成物，然后在100°c左右烘干。優(yōu)選，在刻蝕之前清洗時(shí)依次用丙酮、去離子水清洗，再以超聲波振蕩清洗，然后將鋁材浸入到氫氧化鈉溶液中去除表面氧化層。鋁材表面有一層起防腐蝕作用的致密氧化層，鹽酸并不能將其腐蝕掉，而氫氧化鈉溶液可以表面氧化層，因此首先采用氫氧化鈉來表面氧化層。上述的防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)的金屬壁面的制備方法，所述金屬板材為鋼材，刻蝕時(shí)以鹽酸、硝酸和氫氟酸按體積比15:5:1混合配置成的刻蝕溶液進(jìn)行刻蝕，時(shí)間ll_13min ;鹽酸、硝酸和氫氟酸的質(zhì)量百分比濃度分別是36-37%，66-67%，39-41%。當(dāng)鹽酸、硝酸和氫氟酸的體積比為15:5:1，刻蝕時(shí)間為ll-13min時(shí)刻蝕效果達(dá)到最佳，此時(shí)鋼片表面形成了類似于荷葉的微米亞微米級(jí)的粗糙結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)了最佳的超疏水性。優(yōu)選，刻蝕之前，把鋼材表面以砂紙打磨后，再以超聲波清洗清洗，然后用6g/L的氫氧化鈉溶液和去離子水沖洗鋼材以去除油脂及一些表面雜質(zhì)，然后將鋼材以超聲波清洗。砂紙打磨可起到清理材料表面雜質(zhì)的作用。本專利技術(shù)同時(shí)提供了一種防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)在金屬壁面的方法。本防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)在金屬壁面的方法，是采本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)的金屬壁面，其特征是：在金屬壁面具有直徑或當(dāng)量直徑為2μm??9μm的突起，突起之間的間距25?32μm。
【技術(shù)特征摘要】
1.防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)的金屬壁面，其特征是在金屬壁面具有直徑或當(dāng)量直徑為2iim _9iim的突起，突起之間的間距25-32iim。2.如權(quán)利要求I所述的防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)的金屬壁面，其特征是突起直徑或當(dāng)量直徑為2 ii m -5 ii m。3.防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)的金屬壁面的制備方法，其特征是將金屬板材清洗干凈后，以酸溶液進(jìn)行刻蝕，然后把刻蝕后的金屬板材放入氟硅烷-乙醇溶液中浸泡，再取出烘干。4.如權(quán)利要求3所述防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)的金屬壁面的制備方法，其特征是所述金屬板材為鋁材，刻蝕時(shí)以4mol/L鹽酸溶液刻蝕6-8min，再用氟硅烷-乙醇溶液將刻蝕過的鋁材浸泡20-30min。5.如權(quán)利要求4所述防止以氣態(tài)介質(zhì)輸送的含濕粉塵粘結(jié)的金屬壁面的制備方法，其特征是刻蝕完成后用氟硅烷-乙醇溶液浸泡之前，用去離子水沖洗其表面，再用超聲波振蕩清洗，除去表面殘留反應(yīng)生成物，然后在100°C...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周捍東，陳柯伽，丁濤，田玉香，周培國，那斌，徐長妍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京林業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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