能源是人类一切活动的物质基础,在我国,基于“富煤、贫油、少气”的能源国情现状,决定我国一次能源在今后很长一段时间仍然以煤炭消费为主。其中火力发电带来的煤炭消费量占据很大的比重。火电装机容量的激增使得我国粉煤灰的产量持续激增,鉴于国内粉煤灰利用率较低,大量堆放产生了很多环境问题。本文从如何实现粉煤灰的高效利用和缓解我国水资源匮乏同火电耗水量高之间的矛盾入手进行研究,采用粉煤灰为主要原料进行陶瓷膜制备,从而用于火电厂烟气脱水。1.粉煤灰基陶瓷的制备和表征采用粉煤灰为主要原料,辅助添加粘结剂、塑化剂和烧结助剂等进行管状陶瓷制备。通过配料、混料、练泥、陈腐、挤出成型、干燥和烧结得到粉煤灰基陶瓷基膜。通过改变烧结助剂的种类得到两种不同的配方:高岭土粉煤灰基陶瓷膜和滑石粉粉煤灰基陶瓷膜。前者耐腐蚀性较好,孔径在1-5μm之间分布,后者硬度和抗弯强度高,孔径在5-μm之间分布。2.陶瓷膜层的制备表征采用溶胶-凝胶法制备铝基陶瓷复合膜层。通过溶胶制备、基膜预清洗、浸渍涂膜、水汽干燥和烧结得到陶瓷复合膜层。文中采用硝酸铝和异丙醇铝两种材料进行溶胶制备,最终得到异丙醇铝制备所得干凝胶孔径在3-7nm,硝酸铝所得干凝胶孔径在2-5nm左右。3.烟气脱水实验通过脱水试验验证,商业氧化铝陶瓷的渗透通量与粉煤灰基陶瓷膜相差不多,但是从水回收率方面考虑,还是略优于粉煤灰基陶瓷膜。饱和水蒸气流速6L/min,烟气侧温度在85摄氏度以上时,两种陶瓷膜的水回收率都在85%以上,温度低于时,商业氧化铝陶瓷的回收率略高。