CN111715660A - 一种采用分段式炉体结构的微波裂解加热容器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用分段式炉体结构的微波裂解加热容器，包括炉体、旋转上盖、第一陶瓷搅拌桨、第二陶瓷搅拌桨和第一微波发射器、第二微波发射器；旋转上盖与上炉体间通过动密封连接；所述炉体包括金属上炉体和陶瓷下炉体，金属上炉体采用金属不锈钢材质；陶瓷下炉体选择能够透微波的同时还具有预定强度和耐磨性的材质，包括氧化铝陶瓷；金属上炉体与陶瓷下炉体间通过焊接连接；炉体外还包裹有保温层及金属支架；两个陶瓷搅拌桨均布安装在旋转上盖上；第一、第二微波发射器均布设置在陶瓷下炉体圆周方向上。本发明可实现工业有机废盐的高效无害化处理，同时解决在微波裂解过程中出现的受热不均和工业废盐熔融结块的问题。具有处理效率高，能源消耗低等优点。
Description
技术领域
本发明属于环境保护和工业废弃物处理技术领域，具体涉及一种采用分段式炉体结构的微波裂解加热容器。
背景技术
微波是一种具有波长短(1m～1mm)频率高(300MHZ～300GHZ)、量子特性等明显特征的高频电磁波，当用微波加热时，高频率交替变化的电磁波被生物质原料吸收，引起原料内部分子的振动，而振动引起的摩擦使原料内部产生热量从而物料开始升温。区别于普通的加热方式，微波加热是一种直接与介质进行能量传递的加热方式，微波加热有着穿透性高、加热速度快、加热均匀、可控性高和节能高效等优点。因此微波加热广泛应用于工业加热处理、食品处理和物质裂解等领域。
工业废盐指工业生产过程中排出的各种有机废渣、粉尘及其它废物。工业领域有很多企业在生产过程中有废盐产生。工业废盐中含有大量的有毒有害物质，目前已经被环保部门列入危废名录，同时，盐还是一种极为重要的工业原料。回收利用工业废盐作为工业原料用盐，不仅可以消除对环境的污染，还可以充分利用宝贵的盐资源，将副产资源化，实现循环经济。
使用微裂解加热的方式可以有效地除去工业废盐中的有害有机物，实现工业废盐的资源化回收。在使用微波对工业有机废盐进行加热裂解时，由于其加热效率高、升温速度快，若微波照射不均，将会使局部温度过高，超过废盐的熔点，出现熔融结块的现象，影响裂解效率。同时微波本身还存在会被金属反射的特性，影响加热效率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种采用分段式炉体结构的微波裂解加热容器，在微波能量传输至工业废盐的路径中应减少金属部件的使用量，避免影响加热效率。本发明可用来对工业废盐进行裂解，实现工业废盐的资源化回收。工业废盐由进料口输送至微波裂解加热容器中，总量不超过陶瓷下炉体。微波发射器发射微波对工业废盐进行加热至600℃左右并保温，使其中的有机物裂解为气体，裂解环境为贫氧，保护气由进气口输入。裂解过程中旋转上盖带动陶瓷搅拌桨转动，同时，陶瓷搅拌桨自转，使工业废盐受热更加迅速均匀，防止结块。产生的废气经出气口排出，裂解后的盐经螺旋出料装置排出。为防止气压过大发生爆炸，还设置有防爆装置。
本发明的技术方案为：一种采用分段式炉体结构的微波裂解加热容器，包括炉体、旋转上盖、第一陶瓷搅拌桨、第二陶瓷搅拌桨和第一微波发射器、第二微波发射器；旋转上盖与上炉体间通过动密封连接；所述炉体包括金属上炉体和陶瓷下炉体，金属采用金属不锈钢材质；陶瓷下炉体选择能够透微波的同时还具有预定强度和耐磨性的材质，包括氧化铝陶瓷；金属上炉体与陶瓷下炉体间通过焊接连接；炉体外还包裹有保温层，保温层外还设置有金属支架；第一陶瓷搅拌桨、第二陶瓷搅拌桨均布安装在旋转上盖上；第一微波发射器、第二微波发射器均布设置在陶瓷下炉体圆周方向上。
进一步的，金属上炉体内壁贴有防腐蚀层，防腐蚀层材料选用耐磨耐腐蚀材料刚玉。
进一步的，陶瓷下炉体底部设置有出料的螺旋出料装置；旋转上盖在电机的带动下转动，带动安装在其上的第一陶瓷搅拌桨、第二陶瓷搅拌桨转动；所述的第一陶瓷搅拌桨、第二陶瓷搅拌桨为螺旋结构，并能够在第一驱动电机、第二驱动电机的带动下实现自转；两者相互配合，在加热时不断搅拌工业废盐，使其受热均匀，避免结块。
进一步的，第一微波发射器、第二微波发射器工作频率为915±25MHz，采用至少2个最大功率为75KW的微波电源供能，不同工况下的功率可调，微波加热功率为55％-70％。
进一步的，金属上炉体上还设置有用于进料的进料口，用于输入保护气的进气口，用于排出尾气的出气口和防止容器内气压过高的防爆装置。
进一步的，所述焊接过渡材料选择铁镍钴合金。
进一步的，陶瓷下炉体底部设置有出料的出料口，出料口与螺旋出料装置相连。
进一步的，工业废盐由进料口输送至微波裂解加热容器中，通过料位计测量进料量，总量不超过陶瓷下炉体。
进一步的，裂解环境为贫氧，保护气由进气口输入，微波发射器发射微波对工业废盐进行加热至600℃左右并保温预定时间，使其中的有机物充分裂解为气体。
进一步的，针对不同种类、体积的工业废盐，保温温度及时长对应调整，以达到最优的裂解效果。
有益效果：
与现有技术相比，本发明创新的采用分段式炉体结构。上炉体为金属材质，一方面便于加工，另一方面便于上盖板、进料及进出气等装置的配合安装。下炉体采用陶瓷材质，同时底部设置有出料口。陶瓷材质的选用使得微波可以直接穿透下炉体到达工业废盐，避免了金属对微波的反射，使工业废盐可以得到有效加热。
同时为了防止在加热过程中由于工业废盐微波照射不均匀而导致的局部过热产生熔融结块。本发明在陶瓷下炉体侧面对称设置两个功率可调的微波输入窗口。同时，本发明中的上盖板上设置有至少两个搅拌桨，搅拌桨在电机的带动下自转，为了减少对微波的反射，搅拌桨的材质选用陶瓷。上盖板自身在电机的带动下绕中心轴线转动，并带动搅拌桨旋转。通过搅拌桨的公转和自转将工业废盐充分搅拌，配合两个微波输入窗口的微波照射，使工业废盐高效均匀受热，充分裂解，防止熔融结块。
本发明可高效充分的对工业废盐进行裂解，防止裂解过程中的废盐结块。同时本发明还具有功率可调，能量消耗低的优点。
附图说明
图1是微波裂解加热容器结构示意图。
附图标记说明：1-旋转上盖；2-第一驱动电机；3-第二驱动电机；4-第三驱动电机；5-金属上炉体；6-防爆阀；7-出气口；8-保温层；9-第一微波发射器；10-陶瓷下炉体；11-第一陶瓷搅拌桨；12-螺旋出料装置；13-金属支架；14-第二陶瓷搅拌桨；15-第二微波发射器；16-进料口；17-进气口。
具体实施方式:
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1所示，本发明提出的一种采用分段式炉体结构的微波裂解加热容器，包括炉体、旋转上盖1、第一陶瓷搅拌桨11、第二陶瓷搅拌桨14和第一微波发射器9、第二微波发射器15。旋转上盖1与金属上炉体5间通过动密封连接。炉体包括金属上炉体5和陶瓷下炉体10，金属上炉体5结构复杂，故选用易于加工的不锈钢材质；陶瓷下炉体10材质需要在能够透微波的同时还具有一定的强度和耐磨性，故选用介电常数小、强度高、耐磨性好的95氧化铝陶瓷。金属上炉体5与陶瓷下炉体10间通过焊接连接，焊接过渡材料选择可伐，即铁镍钴合金GB4J29。炉体外还包裹有保温层8，保温层8外还设置有金属支架13。第一陶瓷搅拌桨11、第二陶瓷搅拌桨14均布安装在旋转上盖1上。第一微波发射器9、第二微波发射器15均布设置在陶瓷下炉体10圆周方向上。
金属上炉体5内壁贴有防腐蚀层，防腐蚀层材料可选用耐磨耐腐蚀材料刚玉；金属上炉体5上还设置有用于进料的进料口16，用于输入保护气的进气口17，用于排出尾气的出气口7和防止容器内气压过高的防爆阀6。陶瓷下炉体10底部设置有出料的螺旋出料装置12。旋转上盖1可在第二驱动电机3的带动下转动，带动安装在其上的第一陶瓷搅拌桨11、第二陶瓷搅拌桨14转动。所述的第一陶瓷搅拌桨11、第二陶瓷搅拌桨14为螺旋结构，并可在第一驱动电机2、第三驱动电机4的带动下实现自转。两者相互配合，在加热时不断搅拌工业废盐，使其受热均匀，避免结块。第一微波发射器9、第二微波发射器15工作频率为915±25MHz，采用至少2个最大功率为75KW的微波电源供能，不同工况下的功率可调，微波加热功率为55％-70％。根据本发明的一个实施例，提出一种利用微波进行加热裂解的容器，可用来对工业废盐进行裂解，实现工业废盐的资源化回收。
工业废盐由进料口输送至微波裂解加热容器中，通过料位计测量进料量，总量不超过陶瓷下炉体。微波发射器发射微波对工业废盐进行加热至600℃左右并保温一段时间，使其中的有机物充分裂解为气体。针对不同种类、体积的工业废盐，保温温度及时长有所调整，以达到最优的裂解效果。裂解环境为贫氧，保护气由进气口输入。裂解过程中旋转上盖带动陶瓷搅拌桨转动，同时，陶瓷搅拌桨自转，带动工业废盐翻转，使其受热更加迅速均匀，防止结块。产生的废气经出气口排出，裂解后的盐经螺旋出料装置排出。为防止气压过大发生爆炸，还设置有防爆装置。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (10)
1.一种采用分段式炉体结构的微波裂解加热容器，其特征在于：
包括炉体、旋转上盖、第一陶瓷搅拌桨、第二陶瓷搅拌桨和第一微波发射器、第二微波发射器；旋转上盖与上炉体间通过动密封连接；所述炉体包括金属上炉体和陶瓷下炉体，金属上炉体采用金属不锈钢材质；陶瓷下炉体选择能够透微波的同时还具有预定强度和耐磨性的材质，包括氧化铝陶瓷；金属上炉体与陶瓷下炉体间通过焊接连接；炉体外还包裹有保温层，保温层外还设置有金属支架；第一陶瓷搅拌桨、第二陶瓷搅拌桨均布安装在旋转上盖上；第一微波发射器、第二微波发射器均布设置在陶瓷下炉体圆周方向上。
2.根据权利要求1所述的加热容器，其特征在于：
金属上炉体内壁贴有防腐蚀层，防腐蚀层材料选用耐磨耐腐蚀材料刚玉。
3.根据权利要求1所述的加热容器，其特征在于：
陶瓷下炉体底部设置有出料的螺旋出料装置；旋转上盖在电机的带动下转动，带动安装在其上的第一陶瓷搅拌桨、第二陶瓷搅拌桨转动；所述的第一陶瓷搅拌桨、第二陶瓷搅拌桨为螺旋结构，并能够在第一驱动电机、第二驱动电机的带动下实现自转；两者相互配合，在加热时不断搅拌工业废盐，使其受热均匀，避免结块。
4.根据权利要求1所述的加热容器，其特征在于：
第一微波发射器、第二微波发射器工作频率为915±25MHz，采用至少2个最大功率为75KW的微波电源供能，不同工况下的功率可调，微波加热功率为55％-70％。
5.根据权利要求1所述的加热容器，其特征在于：
金属上炉体上还设置有用于进料的进料口，用于输入保护气的进气口，用于排出尾气的出气口和防止容器内气压过高的防爆装置。
6.根据权利要求1所述的加热容器，其特征在于：
所述焊接过渡材料选择铁镍钴合金。
7.根据权利要求1所述的加热容器，其特征在于：
陶瓷下炉体底部设置有出料的出料口，出料口与螺旋出料装置相连。
8.根据权利要求1所述的加热容器，其特征在于：
工业废盐由进料口输送至微波裂解加热容器中，通过料位计测量进料量，总量不超过陶瓷下炉体。
9.根据权利要求1所述的加热容器，其特征在于：
裂解环境为贫氧，保护气由进气口输入，微波发射器发射微波对工业废盐进行加热至600℃左右并保温预定时间，使其中的有机物充分裂解为气体。
10.根据权利要求1所述的加热容器，其特征在于：针对不同种类、体积的工业废盐，保温温度及时长对应调整，以达到最优的裂解效果。
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