CN109046185A - 一种微波沸腾反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微波沸腾反应器，包括由微波透波耐高温材料制成且竖直的炉管、腔体、气固混合三通管、微波源，炉管设于腔体内，炉管底部连接有气固混合三通管，气固混合三通管另外两端分别为进气口和进料口，且进气口位于气固混合三通管底部，进气口连接有调节阀，进料口位于气固混合三通管侧面，位于炉管顶部设有出料口，腔体外壁设有多个微波源。在炉管内建立电磁场，粉状物料从进料口进入炉管内，气体从进气口进入炉管内度，将粉状物料扩散为松散的粉体，进入炉管内的粉状物料与炉管内的电磁场进行耦合，其具有将电磁能转化为热能以加快加热速度以及解决粉体物料布料和收料问题并减少扬尘的特点。

Description

一种微波沸腾反应器

技术领域

本发明涉及加热技术领域，更具体地说，它涉及一种微波沸腾反应器。

背景技术

微波技术目前也在材料的合成、微波解冻、冶金矿物、杀菌、垃圾处理、微波萃取、样品分析等领域发挥着主要的作用。微波技术在无机合成材料的研究，已取得良好的进展，主要是在硬质合金、导体材料，锂电池正极材料、高温材料，合成金刚石、沸石分子筛、陶瓷材料等方面。并且具有低能源消耗、速度快、合成温度低等一些了性能特点。]微波技术在矿石预处理、金属氧化物矿的碳热还原的应用，具有能耗低、速度快、浸出率高、产品性能优良和环境效益好等特点。微波技术还可以用于处理工业污泥，对医疗垃圾进行灭菌。处理电子垃圾，建筑垃圾，生活垃圾等等。目前，微波技术已经开始在国内开始广泛推广。

目前微波技术应用，对于反应器的设计主要借鉴传统窑炉的设计形式，现在流行的有干燥用的输送带式隧道窑，烧结用推板窑和辊道窑等。这些窑炉在利用微波对粉体进行处理时，一般存在布料和收集的问题。输送带式隧道窑，需要将物料均布在输送线上物料收集和布料产生扬尘。推板窑和辊道窑需要将物料分装，烧结完后需要进行卸料收集，产生扬尘。

物料与微波耦合，将微波场电磁能转化为热能，与物料在微波场所占有的体积成正比。采用传统窑炉的形式，物料在微波场中所占体积小，微波耦合电磁能转化为热能效率低，加热时间长。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种微波沸腾反应器，其具有将电磁能转化为热能以加快加热速度以及解决粉体物料布料和收料问题并减少扬尘的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种微波沸腾反应器，包括由微波透波耐高温材料制成且竖直的炉管、腔体、气固混合三通管、微波源，所述炉管设于所述腔体内，所述炉管底部连接有气固混合三通管，所述气固混合三通管另外两端分别为进气口和进料口，且所述进气口位于所述气固混合三通管底部，所述进气口连接有调节阀，所述进料口位于所述气固混合三通管侧面，位于所述炉管顶部设有出料口，所述腔体外壁设有多个所述微波源。

通过采用上述技术方案，位于腔体外部的微波源将微波馈入腔体内，并在腔体内建立电磁场，且由于设置在腔体内的炉管由微波透波耐高温材料制成，腔体内的电磁场穿过炉管壁，在炉管内建立电磁场，粉状物料从进料口进入，并通过气固混合三通管进入炉管内，气体从进气口进入气固混合三通管，并根据不同的物料，通过调节阀调整气体进入炉管内的速度，改变粉状物料在炉管内的存在时间，且由于进气口位于气固混合三通管底部，因此能够将粉状物料扩散为松散的粉体，增大粉体在炉管内的有效体积，进入炉管内的粉状物料与炉管内的电磁场进行耦合，将电磁能转化为热能，从而对粉状物料进行加热，并通过松散的粉体实现对物料的高效加热。

进一步地，所述炉管为两端小、中部大的中空管结构。

通过采用上述技术方案，炉管的下端为小口径，能够提高进气口进入炉管下端区域的气流速度，提高粉状物料悬浮向上输送的效果，炉管中部为大口径，减慢炉管中部区域的气流速度，增加粉状物料在炉管内与电磁场的耦合时间，增加加热时间，炉管的上端为小口径，提高炉管内上端的气流速度，加快完成加热的粉状物料的输出。

进一步地，所述炉管上下两端外壁均设置有定位密封圈，所述定位密封圈外壁与所述腔体内壁连接固定。

通过采用上述技术方案，通过定位密封圈实现炉管与腔体之间的密封连接，炉管内的气体不会进入腔体内。

进一步地，所述炉管由石英或者陶瓷制成。

通过采用上述技术方案，石英和陶瓷均具有很好的微波透波且耐高温的效果。

进一步地，所述腔体为回转体中空结构，所述微波源沿所述腔体外壁圆周阵列设置，且沿所述炉管长度方向分布。

通过采用上述技术方案，通过在腔体外壁设置多个微波源，且分别沿炉管的长度方向及沿腔体外壁的圆周方向进行分布，可以更好地对炉管内的粉状物料进行加热。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过设置炉管、腔体、气固混合三通管、微波源，起到实现粉状物料进行加热的效果；

2、通过将炉管设置成两端小、中部大的中空管结构，起到提高进入炉管下端的气流速度以便将粉状物料悬浮向上输送的效果；

3、通过在进气连接调节阀，起到根据粉状物料不同来调整气流进入速度的效果。

附图说明

图1为本发明提供的一种实施方式的微波沸腾反应器的整体结构示意图。

图中：1、微波源；2、腔体；3、炉管；4、定位密封圈；5、气固混合三通管；6、进料口；7、进气口；8、出料口；9、调节阀。

具体实施方式

实施例：

以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。

一种微波沸腾反应器，如图1所示，包括由微波透波耐高温材料制成且竖直的炉管3、腔体2、气固混合三通管5、微波源1，本实施例中，炉管3由石英或者陶瓷制成。炉管3设于腔体2内，炉管3底部连接有气固混合三通管5，本实施例中，气固混合三通管5的一端插入炉管3内，两者连通，防止物料溢出炉管3。气固混合三通管5另外两端分别为进气口7和进料口6，且进气口7位于气固混合三通管5底部，进气口7连接有调节阀9，进料口6位于气固混合三通管5侧面，位于炉管3顶部设有出料口8，腔体2外壁设有多个微波源1。本实施例中，微波源1采用成都沃特塞恩电子技术有限公司生产且型号为WSPS-2450-100M的固态微波源模块，且本实施例中，微波源1的频率为2450Hz。进料口6用于向炉管3内输送粉状物料，进气口7用于向炉管3内进气，且通过调节阀9调节进气口7的进气速度，微波源1产生的电磁场与炉管3内的粉状耦合，将电磁能转化为热能，实现物料的加热工作。

炉管3为两端小、中部大的中空管结构。炉管3的下端为小口径，能够提高进气口7进入炉管3下端区域的气流速度，提高粉状物料悬浮向上输送的效果，炉管3中部为大口径，减慢炉管3中部区域的气流速度，增加粉状物料在炉管3内与电磁场的耦合时间，增加加热时间，炉管3的上端为小口径，提高炉管3内上端的气流速度，加快完成加热的粉状物料的输出。

炉管3上下两端外壁均设置有定位密封圈4，定位密封圈4外壁与腔体2内壁连接固定。炉管3外壁与腔体2内壁之间通过两个定位密封圈4实现连接，且两个定位密封圈4分别位于炉管3上下两端。

腔体2为回转体中空结构，微波源1沿腔体2外壁圆周阵列设置，且沿炉管3长度方向分布。本实施例中，微波源1沿炉管3长度方向分布有三组，每组均沿腔体2外壁圆周阵列分布。

工作原理：

位于腔体2外部的微波源1将微波馈入腔体2内，并在腔体2内建立电磁场，腔体2内的电磁场穿过炉管3壁，在炉管3内建立电磁场，粉状物料从进料口6进入，并通过气固混合三通管5进入炉管3内，气体从进气口7进入气固混合三通管5，并将粉状物料悬浮向上输送，进入炉管3内的粉状被气体吹散，粉状物料与炉管3内的电磁场进行耦合，实现粉状物料的加热，加热后的粉状物料从出料口8流出。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种微波沸腾反应器，其特征在于：包括由微波透波耐高温材料制成且竖直的炉管(3)、腔体(2)、气固混合三通管(5)、微波源(1)，所述炉管(3)设于所述腔体(2)内，所述炉管(3)底部连接有气固混合三通管(5)，所述气固混合三通管(5)另外两端分别为进气口(7)和进料口(6)，且所述进气口(7)位于所述气固混合三通管(5)底部，所述进气口(7)连接有调节阀(9)，所述进料口(6)位于所述气固混合三通管(5)侧面，位于所述炉管(3)顶部设有出料口(8)，所述腔体(2)外壁设有多个所述微波源(1)。

2.根据权利要求1所述的微波沸腾反应器，其特征在于：所述炉管(3)为两端小、中部大的中空管结构。

3.根据权利要求2所述的微波沸腾反应器，其特征在于：所述炉管(3)上下两端外壁均设置有定位密封圈(4)，所述定位密封圈(4)外壁与所述腔体(2)内壁连接固定。

4.根据权利要求3所述的微波沸腾反应器，其特征在于：所述炉管(3)由石英或者陶瓷制成。

5.根据权利要求4所述的微波沸腾反应器，其特征在于：所述腔体(2)为回转体中空结构，所述微波源(1)沿所述腔体(2)外壁圆周阵列设置，且沿所述炉管(3)长度方向分布。