微波高溫反應器
一種可在密閉貧氧環境下,
使用微波連續將高分子物加熱到最高900°C,使其發生揮發、裂解反應的高溫裝置。可廣泛應用于廢棄活性炭再生、工業廢鹽處理、醫藥醫療垃圾處理等有機危廢處置領域
微波加熱原理
由極性分子運動和受迫震蕩
導致的材料內耗生熱,
介質材料由極性分子和非極性分子組成,在交變電磁場作用下,極性分子從原來的隨機分布狀態變為有序排列,并不斷運動和相互摩擦產生熱量,從而使介質溫度從內部升高,
達到加熱的目的。
微波加熱技術優勢
微波加熱技術通過激活極性分子
震蕩產生熱量,避免了傳統加熱的傳導、對流和輻射熱傳遞速度慢的問題,確保物料整體均勻受熱。與傳統間接加熱相比,微波加熱避免了局部過熱和設備結焦等問題,
提供了更高效均勻的加熱方式。
選擇性加熱
微波加熱只針對吸波材料起作用
(不吸波材料可改變其激發條件使其轉化成吸波材料),因此可針對目標物料進行定向加熱,
大幅節省無效的能耗。
無源加熱
微波反應器內部無明火燃燒,
能量源以電磁波的形式輻照在物料上,使物料自身發熱,
全過程更安全、清潔、高效。
即時加熱
微波加熱即開即停,
物料因選擇性吸收,加熱停止后熱惰性小,升溫和降溫時間更短,起爐和停爐成本更低,
對溫度的控制也更精準。
微波加熱技術現狀
微波加熱技術由于其體加熱、無源加熱、高度可控等優勢,在各類工業領域均由較大的應用空間,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、微波環保等不同領域,而從技術上又可分為微波中低溫應用,比如烘干和蒸餾萃取:微波中高溫應用,比如微波裂解脫附、微波冶金等;微波超高溫應用,比如微波等離子、微波可控核聚變等。其具體應用場景幾乎可覆蓋大部分加熱應用領域,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改造、微波工業廢鹽資源化處置、微波化工有機殘渣無害化處置(比如TID焦油渣、催化劑四氯化鈦釜殘等),微波醫藥化工環保無害化處置、微波破乳、
微波RTO煙氣處置等等。
目前上述應用均在實驗室有一定的基礎研究,
形成了大量的論文、報告、書籍類的科研參考文獻,但其工業化應用相對發展較慢,且基本都是難度較低的中低溫應用,中高溫應用較少。主要原因有兩個方面,一是微波工業基礎的發展,因家用微波爐的市場需求,市場上均以小功率微波源為主,大功率微波源的產品較少且成本較高;二是微波高溫反應器實現難度較大,研發投入高,需要應對高溫、高輻射、高油氣粉塵污染、
甚至高腐蝕等反應環境。
諾芯與航天科工二院共同開發的各類微波高溫加熱應用反應器產品,單體最大功率可達到150kw,最大處理物料可達10噸/天以上,最高反應溫度可到1000°C,是國內乃至國際上處置規模最大、反應溫度最高的反應器產品,目前已在微波活性炭再生和制備、微波工業廢鹽處置、微波化工有機殘渣處置等領域開始推廣應用。該類技術產品現共取得國家專利30余項,
其中10項為發明專利。
微波堆積式反應器
物料在重力的作用下,
自上而下通過由多模小功率微波源組成的駐波場,吸收微波升溫從而實現了加熱的目的。上下進料機構均采用太空艙式密封結構,阻隔內外部環境。可自由控制內部氣體氛圍,實現無氧干餾、水蒸氣氛圍活化、
空氣氛圍活化等多種功能應用。
微波旋轉床反應器
微波以近場輻射的方式
自上而下輻照旋轉床底部的物料,
并通過旋轉床底部旋轉來實現物料在微波場內的均勻輻射。可配備單個或多個75kw大功率微波源,實現更高的裝機功率,
大幅提升處置能力。
微波高溫反應器產品特點
能量密度大,處理效率高
相比小功率微波源(1.5kw)反應器,
微波旋轉床反應器
采用單體915兆赫的75kw大功率微波源,能量密度更大;對物料的有效穿透更深(是小功率微波源的3倍),能夠使目標物料更快更均勻達到設定溫度;也更易于在物料內部形成暴沸效應,使脫附效率更高。
集成化程度高,維護成本低
微波旋轉床反應器使用兩臺75kw大功率
微波源,相對于使用數量眾多1.5kw小功率微波源的多模反應器,集成化程度更高,故障點更少,且可以做到單體微波源故障檢修不停爐,大幅降低設備維護成本;另外,小功率微波源的使用壽命較短(3000小時),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使用。
結構更簡潔,運行更穩定
微波旋轉床反應器內部運動部件少,
運動部件自身對微波場的干擾小,穩定的微波場對物料加熱更均勻,產成品質量更穩定。
適用性廣
微波旋轉床最高溫度可達900°C以上,
適用于各類含有機廢棄物的無害化、資源化處置,設備的通用性更強,適用面更廣。
模塊化程度高
微波旋轉床采用模塊化設計,可根據處理規模的大小進行組合擴展,滿足不同規模的處理需求。
占地面積小
微波旋轉床高度集成化,
占地面積小,重量輕,對基建的要求低,可大幅降低土地、廠房基建的成本。
高度智控
微波旋轉床全過程高度自動化控制,
大幅節省人工成本,運行更安全穩定。
更環保
微波旋轉床全程使用清潔能源(電能),
可自由調節內部反應氣氛,阻止二噁英等有害物質的產生,運行更環保。