微波裂解反應(yīng)器
一種可在密閉貧氧環(huán)境下,
使用微波連續(xù)將高分子物加熱到最高900°C,
使其發(fā)生揮發(fā)、裂解反應(yīng)的高溫裝置。可廣泛應(yīng)用于廢棄活性炭再生、工業(yè)廢鹽處理、醫(yī)藥醫(yī)療垃圾處理等有機(jī)危廢處置領(lǐng)域
由極性分子運(yùn)動(dòng)和受迫震蕩導(dǎo)致的材料內(nèi)耗生熱,
介質(zhì)材料由極性分子和非極性分子組成,在交變電磁場(chǎng)作用下,極性分子從原來(lái)的隨機(jī)分布狀態(tài)變?yōu)橛行蚺帕校⒉粩噙\(yùn)動(dòng)和相互摩擦產(chǎn)生熱量,從而使介質(zhì)溫度從內(nèi)部升高,
達(dá)到加熱的目的。
●體加熱
微波加熱技術(shù)通過(guò)激活極性分子震蕩產(chǎn)生熱量,
避免了傳統(tǒng)加熱的傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射熱傳遞速度慢的問(wèn)題,確保物料整體均勻受熱。與傳統(tǒng)間接加熱相比,微波加熱避免了局部過(guò)熱和設(shè)備結(jié)焦等問(wèn)題,
提供了更高效均勻的加熱方式。
●選擇性加熱
微波加熱只針對(duì)吸波材料起作用
(不吸波材料可改變其激發(fā)條件使其轉(zhuǎn)化成吸波材料),因此可針對(duì)目標(biāo)物料進(jìn)行定向加熱,
大幅節(jié)省無(wú)效的能耗。
●無(wú)源加熱
微波反應(yīng)器內(nèi)部無(wú)明火燃燒,
能量源以電磁波的形式輻照在物料上,使物料自身發(fā)熱,
全過(guò)程更安全、清潔、高效。
●即時(shí)加熱
微波加熱即開(kāi)即停,
物料因選擇性吸收,加熱停止后熱惰性小,升溫和降溫時(shí)間更短,起爐和停爐成本更低,
對(duì)溫度的控制也更精準(zhǔn)。
微波加熱技術(shù)由于其體加熱、
無(wú)源加熱、高度可控等優(yōu)勢(shì),在各類工業(yè)領(lǐng)域均由較大的應(yīng)用空間,從其功能上可分為微波烘干、微波熱脫附、微波裂解、微波化工、微波冶金、微波能源、微波等離子、微波環(huán)保等不同領(lǐng)域,而從技術(shù)上又可分為微波中低溫應(yīng)用,比如烘干和蒸餾萃取:微波中高溫應(yīng)用,比如微波裂解脫附、微波冶金等;微波超高溫應(yīng)用,比如微波等離子、微波可控核聚變等。其具體應(yīng)用場(chǎng)景幾乎可覆蓋大部分加熱應(yīng)用領(lǐng)域,比如微波活性炭制備與再生、微波硬炭材料及其他炭材料制備或提質(zhì)改造、微波工業(yè)廢鹽資源化處置、微波化工有機(jī)殘?jiān)鼰o(wú)害化處置(比如TID焦油渣、催化劑四氯化鈦釜?dú)埖?,微波醫(yī)藥化工環(huán)保無(wú)害化處置、微波破乳、
微波RTO煙氣處置等等。
目前上述應(yīng)用均在實(shí)驗(yàn)室有一定的基礎(chǔ)研究,
形成了大量的論文、報(bào)告、書籍類的科研參考文獻(xiàn),但其工業(yè)化應(yīng)用相對(duì)發(fā)展較慢,且基本都是難度較低的中低溫應(yīng)用,中高溫應(yīng)用較少。主要原因有兩個(gè)方面,一是微波工業(yè)基礎(chǔ)的發(fā)展,因家用微波爐的市場(chǎng)需求,市場(chǎng)上均以小功率微波源為主,大功率微波源的產(chǎn)品較少且成本較高;二是微波高溫反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)難度較大,研發(fā)投入高,需要應(yīng)對(duì)高溫、高輻射、高油氣粉塵污染、
甚至高腐蝕等反應(yīng)環(huán)境。
諾芯與航天科工二院共同開(kāi)發(fā)的各類微波高溫加熱應(yīng)用反應(yīng)器產(chǎn)品,單體最大功率可達(dá)到150kw,最大處理物料可達(dá)10噸/天以上,最高反應(yīng)溫度可到1000°C,是國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際上處置規(guī)模最大、反應(yīng)溫度最高的反應(yīng)器產(chǎn)品,目前已在微波活性炭再生和制備、微波工業(yè)廢鹽處置、微波化工有機(jī)殘?jiān)幹玫阮I(lǐng)域開(kāi)始推廣應(yīng)用。該類技術(shù)產(chǎn)品現(xiàn)共取得國(guó)家專利30余項(xiàng),
其中10項(xiàng)為發(fā)明專利。
★ 微波堆積式反應(yīng)器
物料在重力的作用下,
自上而下通過(guò)由多模小功率微波源組成的駐波場(chǎng),吸收微波升溫從而實(shí)現(xiàn)了加熱的目的。上下進(jìn)料機(jī)構(gòu)均采用太空艙式密封結(jié)構(gòu),阻隔內(nèi)外部環(huán)境。可自由控制內(nèi)部氣體氛圍,實(shí)現(xiàn)無(wú)氧干餾、水蒸氣氛圍活化、
空氣氛圍活化等多種功能應(yīng)用。
★ 微波旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器
微波以近場(chǎng)輻射的方式自上而下輻照旋轉(zhuǎn)床底部的物料,
并通過(guò)旋轉(zhuǎn)床底部旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)物料在微波場(chǎng)內(nèi)的均勻輻射。可配備單個(gè)或多個(gè)75kw大功率微波源,實(shí)現(xiàn)更高的裝機(jī)功率,
大幅提升處置能力。
●能量密度大,處理效率高
相比小功率微波源(1.5kw)反應(yīng)器,微波旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器
采用單體915兆赫的75kw大功率微波源,能量密度更大;對(duì)物料的有效穿透更深(是小功率微波源的3倍),能夠使目標(biāo)物料更快更均勻達(dá)到設(shè)定溫度;也更易于在物料內(nèi)部形成暴沸效應(yīng),使脫附效率更高。
●集成化程度高,維護(hù)成本低
微波旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器使用兩臺(tái)75kw大功率
微波源,相對(duì)于使用數(shù)量眾多1.5kw小功率微波源的多模反應(yīng)器,集成化程度更高,故障點(diǎn)更少,且可以做到單體微波源故障檢修不停爐,大幅降低設(shè)備維護(hù)成本;另外,小功率微波源的使用壽命較短(3000小時(shí)),更換頻繁,大功率微波源只需要更換少量易損元器件既可恢復(fù)使用。
●結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)潔,運(yùn)行更穩(wěn)定
微波旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器內(nèi)部運(yùn)動(dòng)部件少,
運(yùn)動(dòng)部件自身對(duì)微波場(chǎng)的干擾小,穩(wěn)定的微波場(chǎng)對(duì)物料加熱更均勻,產(chǎn)成品質(zhì)量更穩(wěn)定。
●適用性廣
微波旋轉(zhuǎn)床最高溫度可達(dá)900°C以上,
適用于各類含有機(jī)廢棄物的無(wú)害化、資源化處置,設(shè)備的通用性更強(qiáng),適用面更廣。
●模塊化程度高
微波旋轉(zhuǎn)床采用模塊化設(shè)計(jì),可根據(jù)處理規(guī)模的大小進(jìn)行組合擴(kuò)展,滿足不同規(guī)模的處理需求。●占地面積小
微波旋轉(zhuǎn)床高度集成化,
占地面積小,重量輕,對(duì)基建的要求低,可大幅降低土地、廠房基建的成本。
●高度智控
微波旋轉(zhuǎn)床全過(guò)程高度自動(dòng)化控制,大幅節(jié)省人工成本,運(yùn)行更安全穩(wěn)定。
●更環(huán)保
微波旋轉(zhuǎn)床全程使用清潔能源(電能),可自由調(diào)節(jié)內(nèi)部反應(yīng)氣氛,阻止二噁英等有害物質(zhì)的產(chǎn)生,運(yùn)行更環(huán)保。
●分布更均勻的諧振腔設(shè)計(jì)
微波發(fā)生裝置,
通過(guò)安裝在使用微波反射材料做成的諧振腔殼體上的波導(dǎo)管,將微波能饋入到反應(yīng)器內(nèi)部,在合理的波導(dǎo)口位置和諧振腔的作用下,
實(shí)現(xiàn)微波能在反應(yīng)器內(nèi)部的均勻化。
●更穩(wěn)定的吸收激發(fā)裝置
針對(duì)物料對(duì)微波的選擇性吸收特性,
設(shè)計(jì)有獨(dú)特的吸收激發(fā)裝置,利用微波高吸收材料,激發(fā)有機(jī)質(zhì)裂解生成高微波吸收性的炭,
由此激發(fā)物料吸收微波能力。
●密閉的物料加熱環(huán)境
反應(yīng)器內(nèi)部與外部環(huán)境完全隔離,
進(jìn)出料機(jī)構(gòu)均采用內(nèi)外隔絕的太空艙式連續(xù)自動(dòng)化機(jī)構(gòu),保障在進(jìn)出料的同時(shí),徹底隔絕內(nèi)部揮發(fā)分的外泄,以及外部空氣的進(jìn)入。并通過(guò)反應(yīng)器底部的進(jìn)氣裝置,
控制反應(yīng)器內(nèi)部的反應(yīng)氛圍。