专利名称：一种连续式防腐微波干燥、煅烧设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于化工、冶金干燥(煅烧)装置，特别涉及带腐蚀性质的化工产品和矿物的快速干燥(煅烧)。
众所周知，在化工产品和矿物的生产过程中均涉及到腐蚀性介质物料的干燥(煅烧)，干燥效果要求高的甚至还涉及到结晶水的脱除，传统加热干燥(煅烧)(煤、电、油、气直接加热，蒸汽、红外间接加热等)均是基于传导、对流、辐射三种传热方式干燥(煅烧)物料，它需要热量通过物料由表及里向内部传播，而物料往往导热系数较低，热传导时间很长，所以加热缓慢，外部温度与内部温度在相当的时间内，即建立热平衡以前，必然是不均匀的(常常是外表物料已干燥或已煅烧好，而内部物料却未干透或没煅烧好。即出现所谓的“冷中心”)，缓慢的加热意味着热量向外界散失的数量增加，也就是热效率低；传统加热的热源本身具有一定的温度才能向外界辐射、传导热量，由于热量及热惯性在人们中止加热时往往难以做到即时断开热源，这时余热的耗散不仅浪费能量，而且使工艺控制变得难以驾驭，因而传统加热时间长，能耗大；而且传统加热的场合常常工作环境恶劣，污染严重；同时，涉及到腐蚀性介质物料的干燥或煅烧时，传统加热设备的耐腐蚀问题也较难解决。
本实用新型提供了一种能够实施连续微波干燥、煅烧腐蚀性介质物料的设备。
本实用新型是由微波源1，波导2，环行器3，水负载4，销钉调配器5，料斗6，抗流器7，排湿口8，物料容器9，炉门10，隔热层11，微波炉腔12，下料口13组成，如图1所示。
本实用新型的工作过程是微波源1产生的微波通过波导2、环行器3、销钉调配器5馈入微波炉腔体12，而物料从料斗6自重力下降，通过抗流器7进入微波炉腔体12中的物料容器9，使物料在微波炉腔体12中加热干燥或煅烧；产生的腐蚀性水汽通过排湿口8由风机抽走，干燥或煅烧好的物料由下料口13排出。
本实用新型根据生产规模可以一台单独工作，也可以多台组合使用。
本实用新型中的微波源1采用先进的20kW/915MHz大功率微波磁控管作功率源，输出功率为5～20kW，由大功率环行器3(其偏置磁场将反射功率引到大功率水负载4，保护磁控管)、大功率水负载4(用来吸收反射功率)、销钉调配器5(其驻波比是1.1～3.0，保证最佳匹配)和波导2组成微波传输系统；微波干燥(煅烧)炉体由炉腔12(炉壁夹层内衬隔热材料)、抗流器7(它使进料、出料口微波泄漏达到国家标准范围内)、炉门10等组成；物料容器9由微波透过材料制成，如由石英玻璃或陶瓷材料制成，它既是物料容器又是物料输送管道，且具有防腐蚀功能。因而本设备耐腐蚀，耐高温，无粉尘、烟雾，微波泄漏符合国家标准。
将微波能应用于物料干燥(煅烧)与传统加热方式不同，微波加热是电磁能量以波的形式渗透到介质的内部因介质损耗而发热，勿须经过热传导，因而具有即时性，它意味着快速发热，并且是内外同时发热，对于均匀介质具有均匀发热的特点，因而大幅度减少了热传导的时间，可避免传统加热方式中的“冷中心”现象。微波的即时性发热也同时意味着热源可引到大功率水负载4，保护磁控管)、大功率水负载4(用来吸收反射功率)、销钉调配器5(其驻波比是1.1～3.0，保证最佳匹配)和波导2组成微波传输系统；微波干燥(煅烧)炉体由炉腔12(炉壁夹层内衬隔热材料)、抗流器7(它使进料、出料口微波泄漏达到国家标准范围内)等组成；物料容器9由微波透过材料制成，如由石英玻璃或陶瓷材料制成，它既是物料容器又是物料输送管道，且具有防腐蚀功能。因而本设备耐腐蚀，耐高温，无粉尘、烟雾，微波泄漏符合国家标准。
将微波能应用于物料干燥(煅烧)与传统加热方式不同，微波加热是电磁能量以波的形式渗透到介质的内部因介质损耗而发热，勿须经过热传导，因而具有即时性，它意味着快速发热，并且是内外同时发热，对于均匀介质具有均匀发热的特点，因而大幅度减少了热传导的时间，可避免传统加热方式中的“冷中心”现象。微波的即时性发热也同时意味着热源可以瞬时被切断，所以即时性发热与停止加热体现了节能与易于控制的优点。在微波能作用下，物质分子发生超高频振动，旋转、摩擦和碰撞，在2450MHz频率下每秒振动4.9×109次，在915MHz频率下每秒振动8.3×108次，促使温度迅速升高；同时由于微波加热具有选择性，大多数金属硫化物和一些金属氧化物能够大量吸收微波，几分钟后物料温度可升至几百度甚至上千度(跟功率和物料量有关)，方铅矿、黄铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿具有高的加热速率；赤铁矿、钛铁矿、锡矿石具有中等加热速率；云母、闪锌矿、石英具有很差的加热速率。微波对某些物质能够加热，而脉石矿物却不吸收或很少吸收微波，这种选择性加热和快速加热的特性，可使物相的界面发生足够大的热应力，不同的应力和应变导致金属微粒和脉石之间产生或孕育裂纹，或使晶间缝扩展变宽，因而有利于物料的细化和结晶水的脱除。
综上所述，本装置的优点或积极效果是①该装置应用于物料干燥或煅烧，由于它的加热速度极快，所以可大幅度提高生产率。极快的加热速度和极短的加热时间，有利于物料的细化和结晶水的脱除。因而该装置在纳米粉体的制备工艺中具有明显的优越性。②微波加热是基于材料本身的介质损耗发热，在整个装置中，只有物料处于高温中，其余部分仍处于常温冷态，所以整个装置的结构紧凑、占地面积小。炉外壁温度低，加上无粉尘、噪音和烟雾，可大大改善工人劳动条件，降低劳动强度，有极大的社会效益。③本设备耐腐蚀，耐高温，无粉尘、烟雾，微波泄漏符合国家标准。④内外一致加热，因而大幅度减少了热传导的时间，可避免传统加热方式中的“冷中心”现象。⑤该装置根据生产规模可单台使用，亦可多台组合使用，并可实现计算机控制实现自动化生产。微波能的产生和关闭几乎无惯性，易于控制，安全可靠。⑥高效节能微波能转换成热能的效率，通常为80％～90％，加之微波干燥(煅烧)时间极短，以及微波功率的封闭性，对物料的渗透性和转化为热的即时性，构成了微波加热节能的基本特点，微波加热减少了传统方法热传导过程的时间，即温度均匀分布的时间，因而大大减少了对环境的热损失，从而降低能耗，与传统电炉相比，节能可达50％左右，因而具有可观的经济效益。
图1为本实用新型的构造示意图，其中微波源1，波导2，环行器3，水负载4，销钉调配器5，料斗6，抗流器7，排湿口8，物料容器9，炉门10，隔热层11，微波炉腔12，下料口13。
用5台20kW/915MHz的本装置(如1.5～2.5m3的炉腔内置直径Φ30～40cm的物料容器)每天可干燥含水量40％～50％的AlCl3·6H2O滤饼2～2.5吨，用5台20kW/915MHz的本装置每天可将干燥后的碱式氯化铝热解成2吨超细Al2O3。
同样，每台20kW/915MHz的本装置每天可干燥煅烧0.5吨偏钛酸制备金红石型超细TiO2；每台20kW/915MHz的本装置每天可干燥煅烧0.5吨碱式碳酸锌制备超细ZnO等。
权利要求1.一种连续式防腐蚀微波干燥、煅烧设备，包括微波源(1)、波导(2)、环行器(3)、水负载(4)、销钉调配器(5)，其特征是它还包括微波干燥、煅烧炉体，该炉体由料斗(6)、抗流器(7)、排湿口(8)、物料容器(9)、炉腔(12)、炉壁夹层内衬隔热层(11)、炉门(10)、下料口(13)组成，料斗(6)位于炉体的上部，下料口(13)位于炉体下部，排湿口位于料斗(6)的下部侧面，抗流器(7)一个位于炉体顶部中央与炉体焊为一体并与料斗(6)连接，另一个位于炉体底部中央与炉体焊为一体并与下料口(13)连接，物料容器(9)位于炉腔(12)内部中央上下贯穿整个炉体。
2.根据权利要求1所述的一种连续式微波干燥、煅烧设备，其特征是所述的大功率微波源(1)频率是915MHz，也可以是2450MHz。
3.根据权利要求1所述的一种连续式防腐蚀微波干燥、煅烧设备，其特征是所述的物料容器(9)是由微波透过材料石英玻璃、陶瓷材料制成，它既是物料容器又是物料输送管道。
4.根据权利要求1所述的一种连续加料防腐蚀微波干燥、煅烧设备，其特征是所述的炉腔(12)为立式。
专利摘要本实用新型公开一种连续加料防腐蚀微波干燥、煅烧设备,该装置由微波源1、波导2、环行器3、水负载4、销钉调配器5、料斗6、抗流器7、排湿口8、物料容器9、炉门10、隔热层11、微波炉腔12和下料口13组成。物料容器9是由微波透过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输送管道,且具有防腐蚀功能。该干燥(煅烧)炉为立式,物料靠自身重力自动输送。本实用新型所公开的装置具有抗腐蚀、耐高温、连续化作业、生产率大大提高、能耗低、污染小等优点,具有极大的经济效益和社会效益。
文档编号B01J19/12GK2508850SQ0121476
公开日2002年9月4日 申请日期2001年4月18日 优先权日2001年4月18日
发明者谢扩军 申请人:电子科技大学