專利名稱：一種連續(xù)式防腐微波干燥、煅燒設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于化工、冶金干燥(煅燒)裝置，特別涉及帶腐蝕性質(zhì)的化工產(chǎn)品和礦物的快速干燥(煅燒)。
眾所周知，在化工產(chǎn)品和礦物的生產(chǎn)過程中均涉及到腐蝕性介質(zhì)物料的干燥(煅燒)，干燥效果要求高的甚至還涉及到結(jié)晶水的脫除，傳統(tǒng)加熱干燥(煅燒)(煤、電、油、氣直接加熱，蒸汽、紅外間接加熱等)均是基于傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射三種傳熱方式干燥(煅燒)物料，它需要熱量通過物料由表及里向內(nèi)部傳播，而物料往往導(dǎo)熱系數(shù)較低，熱傳導(dǎo)時(shí)間很長，所以加熱緩慢，外部溫度與內(nèi)部溫度在相當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)，即建立熱平衡以前，必然是不均勻的(常常是外表物料已干燥或已煅燒好，而內(nèi)部物料卻未干透或沒煅燒好。即出現(xiàn)所謂的“冷中心”)，緩慢的加熱意味著熱量向外界散失的數(shù)量增加，也就是熱效率低；傳統(tǒng)加熱的熱源本身具有一定的溫度才能向外界輻射、傳導(dǎo)熱量，由于熱量及熱慣性在人們中止加熱時(shí)往往難以做到即時(shí)斷開熱源，這時(shí)余熱的耗散不僅浪費(fèi)能量，而且使工藝控制變得難以駕馭，因而傳統(tǒng)加熱時(shí)間長，能耗大；而且傳統(tǒng)加熱的場合常常工作環(huán)境惡劣，污染嚴(yán)重；同時(shí)，涉及到腐蝕性介質(zhì)物料的干燥或煅燒時(shí)，傳統(tǒng)加熱設(shè)備的耐腐蝕問題也較難解決。
本實(shí)用新型提供了一種能夠?qū)嵤┻B續(xù)微波干燥、煅燒腐蝕性介質(zhì)物料的設(shè)備。
本實(shí)用新型是由微波源1，波導(dǎo)2，環(huán)行器3，水負(fù)載4，銷釘調(diào)配器5，料斗6，抗流器7，排濕口8，物料容器9，爐門10，隔熱層11，微波爐腔12，下料口13組成，如圖1所示。
本實(shí)用新型的工作過程是微波源1產(chǎn)生的微波通過波導(dǎo)2、環(huán)行器3、銷釘調(diào)配器5饋入微波爐腔體12，而物料從料斗6自重力下降，通過抗流器7進(jìn)入微波爐腔體12中的物料容器9，使物料在微波爐腔體12中加熱干燥或煅燒；產(chǎn)生的腐蝕性水汽通過排濕口8由風(fēng)機(jī)抽走，干燥或煅燒好的物料由下料口13排出。
本實(shí)用新型根據(jù)生產(chǎn)規(guī)?？梢砸慌_(tái)單獨(dú)工作，也可以多臺(tái)組合使用。
本實(shí)用新型中的微波源1采用先進(jìn)的20kW/915MHz大功率微波磁控管作功率源，輸出功率為5～20kW，由大功率環(huán)行器3(其偏置磁場將反射功率引到大功率水負(fù)載4，保護(hù)磁控管)、大功率水負(fù)載4(用來吸收反射功率)、銷釘調(diào)配器5(其駐波比是1.1～3.0，保證最佳匹配)和波導(dǎo)2組成微波傳輸系統(tǒng)；微波干燥(煅燒)爐體由爐腔12(爐壁夾層內(nèi)襯隔熱材料)、抗流器7(它使進(jìn)料、出料口微波泄漏達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi))、爐門10等組成；物料容器9由微波透過材料制成，如由石英玻璃或陶瓷材料制成，它既是物料容器又是物料輸送管道，且具有防腐蝕功能。因而本設(shè)備耐腐蝕，耐高溫，無粉塵、煙霧，微波泄漏符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
將微波能應(yīng)用于物料干燥(煅燒)與傳統(tǒng)加熱方式不同，微波加熱是電磁能量以波的形式滲透到介質(zhì)的內(nèi)部因介質(zhì)損耗而發(fā)熱，勿須經(jīng)過熱傳導(dǎo)，因而具有即時(shí)性，它意味著快速發(fā)熱，并且是內(nèi)外同時(shí)發(fā)熱，對(duì)于均勻介質(zhì)具有均勻發(fā)熱的特點(diǎn)，因而大幅度減少了熱傳導(dǎo)的時(shí)間，可避免傳統(tǒng)加熱方式中的“冷中心”現(xiàn)象。微波的即時(shí)性發(fā)熱也同時(shí)意味著熱源可引到大功率水負(fù)載4，保護(hù)磁控管)、大功率水負(fù)載4(用來吸收反射功率)、銷釘調(diào)配器5(其駐波比是1.1～3.0，保證最佳匹配)和波導(dǎo)2組成微波傳輸系統(tǒng)；微波干燥(煅燒)爐體由爐腔12(爐壁夾層內(nèi)襯隔熱材料)、抗流器7(它使進(jìn)料、出料口微波泄漏達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi))等組成；物料容器9由微波透過材料制成，如由石英玻璃或陶瓷材料制成，它既是物料容器又是物料輸送管道，且具有防腐蝕功能。因而本設(shè)備耐腐蝕，耐高溫，無粉塵、煙霧，微波泄漏符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
將微波能應(yīng)用于物料干燥(煅燒)與傳統(tǒng)加熱方式不同，微波加熱是電磁能量以波的形式滲透到介質(zhì)的內(nèi)部因介質(zhì)損耗而發(fā)熱，勿須經(jīng)過熱傳導(dǎo)，因而具有即時(shí)性，它意味著快速發(fā)熱，并且是內(nèi)外同時(shí)發(fā)熱，對(duì)于均勻介質(zhì)具有均勻發(fā)熱的特點(diǎn)，因而大幅度減少了熱傳導(dǎo)的時(shí)間，可避免傳統(tǒng)加熱方式中的“冷中心”現(xiàn)象。微波的即時(shí)性發(fā)熱也同時(shí)意味著熱源可以瞬時(shí)被切斷，所以即時(shí)性發(fā)熱與停止加熱體現(xiàn)了節(jié)能與易于控制的優(yōu)點(diǎn)。在微波能作用下，物質(zhì)分子發(fā)生超高頻振動(dòng)，旋轉(zhuǎn)、摩擦和碰撞，在2450MHz頻率下每秒振動(dòng)4.9×109次，在915MHz頻率下每秒振動(dòng)8.3×108次，促使溫度迅速升高；同時(shí)由于微波加熱具有選擇性，大多數(shù)金屬硫化物和一些金屬氧化物能夠大量吸收微波，幾分鐘后物料溫度可升至幾百度甚至上千度(跟功率和物料量有關(guān))，方鉛礦、黃鐵礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦具有高的加熱速率；赤鐵礦、鈦鐵礦、錫礦石具有中等加熱速率；云母、閃鋅礦、石英具有很差的加熱速率。微波對(duì)某些物質(zhì)能夠加熱，而脈石礦物卻不吸收或很少吸收微波，這種選擇性加熱和快速加熱的特性，可使物相的界面發(fā)生足夠大的熱應(yīng)力，不同的應(yīng)力和應(yīng)變導(dǎo)致金屬微粒和脈石之間產(chǎn)生或孕育裂紋，或使晶間縫擴(kuò)展變寬，因而有利于物料的細(xì)化和結(jié)晶水的脫除。
綜上所述，本裝置的優(yōu)點(diǎn)或積極效果是①該裝置應(yīng)用于物料干燥或煅燒，由于它的加熱速度極快，所以可大幅度提高生產(chǎn)率。極快的加熱速度和極短的加熱時(shí)間，有利于物料的細(xì)化和結(jié)晶水的脫除。因而該裝置在納米粉體的制備工藝中具有明顯的優(yōu)越性。②微波加熱是基于材料本身的介質(zhì)損耗發(fā)熱，在整個(gè)裝置中，只有物料處于高溫中，其余部分仍處于常溫冷態(tài)，所以整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小。爐外壁溫度低，加上無粉塵、噪音和煙霧，可大大改善工人勞動(dòng)條件，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，有極大的社會(huì)效益。③本設(shè)備耐腐蝕，耐高溫，無粉塵、煙霧，微波泄漏符合國家標(biāo)準(zhǔn)。④內(nèi)外一致加熱，因而大幅度減少了熱傳導(dǎo)的時(shí)間，可避免傳統(tǒng)加熱方式中的“冷中心”現(xiàn)象。⑤該裝置根據(jù)生產(chǎn)規(guī)?？蓡闻_(tái)使用，亦可多臺(tái)組合使用，并可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。微波能的產(chǎn)生和關(guān)閉幾乎無慣性，易于控制，安全可靠。⑥高效節(jié)能微波能轉(zhuǎn)換成熱能的效率，通常為80％～90％，加之微波干燥(煅燒)時(shí)間極短，以及微波功率的封閉性，對(duì)物料的滲透性和轉(zhuǎn)化為熱的即時(shí)性，構(gòu)成了微波加熱節(jié)能的基本特點(diǎn)，微波加熱減少了傳統(tǒng)方法熱傳導(dǎo)過程的時(shí)間，即溫度均勻分布的時(shí)間，因而大大減少了對(duì)環(huán)境的熱損失，從而降低能耗，與傳統(tǒng)電爐相比，節(jié)能可達(dá)50％左右，因而具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本實(shí)用新型的構(gòu)造示意圖，其中微波源1，波導(dǎo)2，環(huán)行器3，水負(fù)載4，銷釘調(diào)配器5，料斗6，抗流器7，排濕口8，物料容器9，爐門10，隔熱層11，微波爐腔12，下料口13。
用5臺(tái)20kW/915MHz的本裝置(如1.5～2.5m3的爐腔內(nèi)置直徑Φ30～40cm的物料容器)每天可干燥含水量40％～50％的AlCl3·6H2O濾餅2～2.5噸，用5臺(tái)20kW/915MHz的本裝置每天可將干燥后的堿式氯化鋁熱解成2噸超細(xì)Al2O3。
同樣，每臺(tái)20kW/915MHz的本裝置每天可干燥煅燒0.5噸偏鈦酸制備金紅石型超細(xì)TiO2；每臺(tái)20kW/915MHz的本裝置每天可干燥煅燒0.5噸堿式碳酸鋅制備超細(xì)ZnO等。
權(quán)利要求1.一種連續(xù)式防腐蝕微波干燥、煅燒設(shè)備，包括微波源(1)、波導(dǎo)(2)、環(huán)行器(3)、水負(fù)載(4)、銷釘調(diào)配器(5)，其特征是它還包括微波干燥、煅燒爐體，該爐體由料斗(6)、抗流器(7)、排濕口(8)、物料容器(9)、爐腔(12)、爐壁夾層內(nèi)襯隔熱層(11)、爐門(10)、下料口(13)組成，料斗(6)位于爐體的上部，下料口(13)位于爐體下部，排濕口位于料斗(6)的下部側(cè)面，抗流器(7)一個(gè)位于爐體頂部中央與爐體焊為一體并與料斗(6)連接，另一個(gè)位于爐體底部中央與爐體焊為一體并與下料口(13)連接，物料容器(9)位于爐腔(12)內(nèi)部中央上下貫穿整個(gè)爐體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)式微波干燥、煅燒設(shè)備，其特征是所述的大功率微波源(1)頻率是915MHz，也可以是2450MHz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)式防腐蝕微波干燥、煅燒設(shè)備，其特征是所述的物料容器(9)是由微波透過材料石英玻璃、陶瓷材料制成，它既是物料容器又是物料輸送管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)加料防腐蝕微波干燥、煅燒設(shè)備，其特征是所述的爐腔(12)為立式。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種連續(xù)加料防腐蝕微波干燥、煅燒設(shè)備,該裝置由微波源1、波導(dǎo)2、環(huán)行器3、水負(fù)載4、銷釘調(diào)配器5、料斗6、抗流器7、排濕口8、物料容器9、爐門10、隔熱層11、微波爐腔12和下料口13組成。物料容器9是由微波透過材料石英玻璃或陶瓷材料等制成,它既是物料容器又是物料輸送管道,且具有防腐蝕功能。該干燥(煅燒)爐為立式,物料靠自身重力自動(dòng)輸送。本實(shí)用新型所公開的裝置具有抗腐蝕、耐高溫、連續(xù)化作業(yè)、生產(chǎn)率大大提高、能耗低、污染小等優(yōu)點(diǎn),具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)B01J19/12GK2508850SQ0121476
公開日2002年9月4日 申請(qǐng)日期2001年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月18日
發(fā)明者謝擴(kuò)軍 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)