一种防止微波泄漏的微波裂解炉的制作方法

1.本实用新型涉及微波裂解技术领域，具体为一种防止微波泄漏的微波裂解炉。


背景技术：

2.工业废盐是指工业生产过程中排出的各种废渣、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，如在有机合成工业、精细化学品工业、农药工业等诸多行业常常在产物纯化阶段需要通过碱化和酸化的方法对合成产物或中间产物进行提纯的过程中，产生大量的含盐废水，都常常具有相当的毒性，难以处理，因此这些废盐溶液的存放成为行业内的重要问题。目前很多企业为了减少废液量，都采用加热蒸干的方法将废盐溶液蒸发为废盐，这确实大大降低了废物体积，但生成的废盐同样难以处置。
3.盐是一种重要的化工原料，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。目前，对工业废盐资源化的处理工艺有化学法、高温煅烧法和高温热解法，其中高温热解法是采用最为普遍的。与常规热解技术相比，微波热裂解技术具有加热速度快、效率高、加热均匀以及易于控制等优点。因此，采用微波裂解炉制造高温环境裂解废盐中的toc（总有机碳），将废盐中的toc在高温环境下裂解成小分子的co2，从而使废盐无害化、减量化、进而实现资源化，是目前处置中小规模废盐最经济有效的方法。
4.但是，由于微波本质是波，具有似声似光的特性，可以穿透、可以反射、可以衍射，如果没有采取合适的防泄漏措施，就会造成微波泄漏。微波泄漏，一方面造成了能量的浪费，增加运行成本；更严重的是，造成的微波辐射不仅对周围电磁设备有影响，而且对周围的生命体也有影响，对于人体，特别是眼球等含水率高的器官，可造成眼底血管破裂、视力下降，甚至形成白内障，所以微波裂解炉必须阻止微波泄漏。对此，国家规定了微波泄漏量标准：在距离设备5厘米处，微波泄漏值≤5mw/cm2（毫瓦/平方厘米）。
5.基于此，授权公告号为cn110791304b的发明专利公开了连续式微波裂解设备及方法，其中连续式微波裂解设备包括裂解炉以及至少两个进料机构，裂解炉包括用于裂解物料的微波裂阶段、沿裂解炉的进料口至出料口的方向依次设置的第一载料格栅板与第二载料格栅板，第一载料格栅板与第二载料格栅板之间的区域为微波真空裂解区域，微波裂解段仅设置在微波真空裂解区域处。该连续式微波裂解设备通过将微波裂解段限制在竖式裂解炉的微波真空裂解区域，使得微波裂解段分别远离于进料口和出料口，从而能够有效地解决微波泄漏的问题。但是该连续式微波裂解设备仅避免了微波从进料口和出料口处泄漏，却不能防止微波穿透裂解炉后泄漏，因此在裂解过程中对微波泄漏的防护效果具有局限性。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种防止微波泄漏的微波裂解炉，以解决现有技术中不能防止微波穿透裂解炉后泄漏，因而对微波泄漏的防护效果有限的问题。
7.为了达到上述目的，本实用新型技术方案如下：
8.一种防止微波泄漏的微波裂解炉，包括进料机构、竖直或倾斜设置的微波炉膛，进料机构与微波炉膛的进料口连接，微波炉膛包括用于裂解物料的微波裂解段，所述微波裂解段外侧包围有防护装置，防护装置包括屏蔽罩和反射罩，屏蔽罩用于屏蔽微波，反射罩用于反射微波。
9.技术原理及相比于现有技术的有益效果：
10.采用本技术方案对废盐进行微波裂解，先通过进料机构将废盐从微波炉膛的进料口加入到微波炉膛中，由于微波炉膛竖直或倾斜设置，因此微波裂解段产生的高温可以沿着微波炉膛上升，使得微波炉膛的上部也处于高温环境，则废盐一旦进入微波炉膛便处于高温环境，废盐与高温环境充分接触有利于废盐进行完全裂解；并且废盐通过微波炉膛进料口进入微波炉膛后在自身的重力作用下在微波炉膛内下落到达微波裂解段，然后废盐在微波裂解段进行微波裂解，废盐经过微波裂解后形成的裂解产物通过微波炉膛的出料口进行排料。微波裂解炉对废盐进行微波裂解的过程中，防护装置在微波裂解段的外围对其进行防护，通过屏蔽罩对穿透微波炉膛的微波进行屏蔽，并通过反射罩将穿透微波炉膛的微波反射回微波炉膛的方向，以防止穿透微波裂解炉的部分微波直接泄漏到外部环境中。
11.本防止微波泄漏的微波裂解炉相比于现有技术：
12.1.在微波炉膛的微波裂解段外侧包围有防护装置，防护装置在微波裂解段对废盐进行微波裂解的过程中对其进行防护，以防止穿透微波炉膛的部分微波直接泄漏到外部环境中，一方面可以避免泄漏的微波对位于微波炉膛周围的电磁设备造成影响，另一方面还可以避免泄漏的微波对工作人员的身体健康造成损伤，从而对穿透微波炉膛的部分微波达到良好的防护效果。
13.2.采用屏蔽罩和反射罩来组成防护装置，使得防护装置不仅具有屏蔽微波的功能，还具有反射微波的功能，则微波炉膛对废盐进行微波裂解的过程中，当部分微波穿透微波炉膛泄漏后，屏蔽罩能够将泄漏的微波进行屏蔽，防止其直接泄漏到外部环境中；而反射罩能够将泄漏的微波发射回微波炉膛的方向，进一步防止其直接泄漏到外部环境中，并能够实现部分泄漏微波的回收利用。
14.进一步，所述屏蔽罩和反射罩均为筒状，屏蔽罩为导体屏蔽网，反射罩由光亮且不透明材料制成。
15.有益效果：采用本方案，将屏蔽罩和反射罩均设置为筒状，使用防护装置对微波炉膛进行微波泄漏防护时，只需要将屏蔽罩和反射罩套设在微波炉膛外围即可将微波炉膛包围其中，从而实现对微波炉膛的360度完全防护，而不需要现场搭建将微波炉膛包围其中的防护装置，使用便捷。此外，由于微波具有电磁波的特点，可以被导体屏蔽网屏蔽，使用导体屏蔽网作为屏蔽罩，则穿透微波炉膛的部分微波到达屏蔽罩之后会聚集在其上，并被接地的导体屏蔽网导入地下，使得微波能量被大地吸收消散，从而消除泄漏的部分微波，避免其泄漏到外部环境中；又由于微波具有光的特点，可以被反射，采用光亮且不透明的材料制作反射罩，则穿透微波炉膛的部分微波到达反射罩之后会被反射回微波炉膛的方向，避免其直接泄漏到外部环境中造成负面影响。
16.进一步，所述导体屏蔽网由铜丝编织而成，反射罩为不锈钢材料制成的反射罩。
17.有益效果：采用本方案，铜不仅具有无磁特性，而且铜的延展性和耐磨性较好，使
用铜丝编制导体屏蔽网，不仅易于编制而且能够保证屏蔽罩的使用时长；不锈钢材料具有表面光亮但不透明的特点，能够满足将电磁波进行反射的要求，并且不锈钢材料易于获得、价格低廉，有利于节约成本。此外，屏蔽罩和反射罩均为金属材料制成，即屏蔽罩和反射罩均为导体，由于微波的趋肤效应，即导体中的交变电流在趋近导体表面处电流密度增大的效应，因此屏蔽罩和反射罩在满足力学性能、结构强度的条件下可以尽可能减小厚度，从而降低制造成本。
18.进一步，所述屏蔽罩和反射罩均与微波炉膛同轴设置，且屏蔽罩位于微波炉膛与反射罩之间。
19.有益效果：采用本方案，将屏蔽罩和反射罩均与微波炉膛同轴设置，可以保证对微波炉膛各方位的防护效果达到均衡；屏蔽罩位于微波炉膛与反射罩之间，则穿透微波炉膛的部分微波会先达到屏蔽罩处，由铜丝编制而成的屏蔽罩对其进行收集并导入地下，通过大地对微波能力进行吸收；屏蔽罩未能完全屏蔽的部分微波继续向外扩散到达反射罩处，光亮不透明的304不锈钢反射罩将该部分微波再反射回屏蔽罩处，屏蔽罩继续对该部分微波进行屏蔽、导地、吸收，从而根本上消除微波泄漏的风险。
20.进一步，所述微波裂解段设有若干个微波发生器，若干微波发射器沿微波炉膛的进料口至出料口方向等间距排列。
21.有益效果：采用本方案，在微波裂解段设置若干个微波发生器，通过微波发生器向微波炉膛内发射微波对废盐进行裂解作用，并将若干个微波发射器沿微波炉膛的进料口至出料口方向等间距排列，则微波炉膛中微波裂解段具有均匀的微波，以保证位于微波裂解段各部位的废盐受到同等程度的微波作用、吸收同等大小的微波能量、得到均衡的裂解，从而保证微波炉膛对废盐的裂解效果。
22.进一步，所述进料机构包括提升机，提升机的进料端连接有进料斗，提升机的出料端连接有第一卸料器，提升机通过第一卸料器与微波炉膛的进料口连接。
23.有益效果：采用本方案，将废盐通过进料斗倒入提升机，提升机将位于其进料端的废料提升到出料端，再通过第一卸料器将废盐卸载到微波炉膛中进行裂解作用。采用提升机作为进料机构的输送装置，可以将整个微波裂解炉的进料口设置在标高较低处，方便对整个微波裂解炉进行加料，再通过提升机将废盐提升到竖直设置的微波炉膛的进料口即可，提高使用的便捷度。
24.进一步，还包括出料机构，出料机构与微波炉膛的出料口密封连接，出料机构包括螺旋输送机，螺旋输送机的进料端与微波炉膛的出料口连接，螺旋输送机的出料端连接有第二星型卸料器，第二星型卸料器的出料口处设有盐冷却箱。
25.有益效果：采用本方案，在微波炉膛的出料口处连接出料机构对微波炉膛内的裂解产物进行出料，当裂解产物从微波炉膛的出料口排出后进入螺旋输送机，螺旋输送机将裂解产物输送到第一星型卸料器处，再由第二星型卸料器将裂解产物排出并进入盐冷却箱，然后裂解产物在盐冷却箱中进行冷却。采用螺旋输送机作为出料机构的输送装置，在实现对裂解产物的逐步输送的过程中，不停对裂解产物进行搅拌，避免裂解产物过早凝固堵塞装置。因为微波裂解过程需要在高温度环境中进行，则裂解产物的温度势必较高，所以在第二星型卸料器的出料口处设置盐冷却箱对裂解产物进行冷却，以便后续对裂解产物的回收、处理。
26.进一步，所述第一卸料器和第二卸料器均为星型卸料器。
27.有益效果：采用本方案，在进料机构和出料机构中均采用星型卸料器作为卸料装置，物料填充在星型卸料器叶片之间的空隙中，并随叶片的旋转在星型卸料器的下部卸出，因此第一星型卸料器能够实现对微波炉膛进行定量而连续的进料，从而保证微波炉膛内的废盐裂解有序进行，而第二星型卸料器能够实现对微波炉膛进行定量而连续的排料，从而保证微波炉膛内拥有足够的空间容纳新的待裂解废盐。
28.进一步，所述微波炉膛连通有用于将微波炉膛中产生的烟气输送至外部的烟气管道，烟气管道连接有烟气治理装置。
29.有益效果：采用本方案，在微波炉膛上连通烟气管道，则废盐在微波裂解过程产生的烟气可以通过烟气管道从微波炉膛内排放到外部环境中，避免微波炉膛内的压强过大形成安全隐患；因为微波裂解反应过程中容易产生二噁英等有害物质，在烟气管道上连接烟气治理装置对烟气进行治理，避免将烟气中的有害物质直接排放到大气中造成环境污染。
30.进一步，所述微波炉膛外部设有保温材料，保温材料的底部接近螺旋输送机，保温材料的顶部延伸至提升机出料端。
31.有益效果：采用本方案，在微波炉膛额外部设置保温材料，可以减少微波炉膛内的热量流失，保持微波炉膛内的高温环境，不仅有利于微波裂解的有效进行，还能够节约能源。将保温材料的底部设置为接近螺旋输送机，则裂解产物在进入螺旋输送机之前均能受到保温材料的保温作用，避免裂解产物过早冷却凝固堵塞微波炉膛的出料口；将保温材料的顶部设置为延伸至提升机的出料端，则微波炉膛的微波裂解段进行裂解反应产生的热量上升到靠近提升机的部位后，在保温材料的保温作用下不会轻易流失，即可在微波炉膛顶部形成温度低于微波裂解段的高温环境，从而使得后续从提升机进入微波炉膛的废盐的温度升高，并且废盐在自身重力的作用下在微波炉膛内下落的过程中，其温度在微波炉膛内热量的作用下不断升高，更有利于废盐到达微波裂解段后进行充分的裂解反应。
附图说明
32.图1为本实用新型实施例的整体结构示意图。
33.图2为本实用新型实施例中防护装置处的结构示意图。
具体实施方式
34.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
35.说明书附图中的附图标记包括：微波炉膛1、微波发生器2、屏蔽罩3、反射罩4、保温材料5、烟气管道6、烟气治理装置7、进料斗8、提升机9、维修孔10、第一星型卸料器11、螺旋输送机12、第二星型卸料器13、盐冷却箱14。
36.实施例如附图1至图2所示：
37.一种防止微波泄漏的微波裂解炉，包括竖直安装的微波炉膛1，微波炉膛1包括微波裂解段，微波裂解段包括若干等间距固定安装在微波炉膛1侧壁的微波发射器。微波炉膛1的外部围绕有防护装置，防护装置包括屏蔽罩3和反射罩4。屏蔽罩3安装在微波炉膛1的外部，屏蔽罩3是由铜丝编制而成的导体屏蔽网，屏蔽罩3与大地连接。反射罩4安装在屏蔽罩3的外部，反射罩4由304不锈钢材料制成。304不锈钢是不锈钢中常见的一种材质，304不锈钢
能够耐800摄氏度的高温，且具有加工性能好、韧性高的特点，使用304不锈钢制作反射罩4，在保证经济性的基础上还易于制造，能够承受微波裂解过程中的高温环境且高韧性能够保证使用时长。屏蔽罩3和反射罩4均为筒状，且屏蔽罩3和反射罩4均与微波炉膛1同轴安装，屏蔽罩3位于微波炉膛1和反射罩4之间。微波炉膛1的上部连通有烟气管道6，烟气管道6上连接有烟气治理装置7，烟气治理装置7可以采用现有技术中的二燃室。
38.还包括进料机构和出料机构。进料机构包括提升机9，提升机9的进料端固定连接有进料斗8，提升机9的出料端固定连接有第一星型卸料器11，提升机9通过第一星型卸料器11与微波炉膛1的进料口连接。提升机9的侧壁开有维修孔10，以便对提升机9进行故障检修。出料机构包括螺旋输送机12，螺旋输送机12的进料端与微波炉膛1的出料口固定连接，螺旋输送机12的出料端固定连接有第二星型卸料器13，第二星型卸料器13的下方安装有盐冷却箱14，盐冷却箱14的进料口对准第二星型卸料器13的出料口。盐冷却箱14可以采用现有技术中的冷却水箱，冷却水箱包括盛放裂解产物的盛放腔和围绕盛放腔设置的冷却腔，冷却腔内循环设置有冷却水，其工作原理是冷却水由循环水泵吸入循环系统，对盛放腔内的裂解产物进行冷却，发挥冷却作用后，流出温度较高的水，再经过水循环散热器、冷却风扇冷却后，重新加入新的循环。
39.微波炉膛1的外部还罩有保温材料5，保温材料5采用常用的保温材料即可，例如玻璃棉制品、维耐隔热毯、绝热泡沫玻璃、聚氨酯等，也可以根据实际使用时对性能的需求选择其他保温材料，本实施例不作具体限定。保温材料5将微波炉膛1和防护装置均包围在其中，且保温材料5的顶部延伸至提升机9的出料端，保温材料5的底部接近螺旋输送机12，可以减少微波裂解过程中产生的热量消散，维持微波炉膛1内的高温环境，有利于废盐进行微波裂解。
40.使用本实用新型防止微波泄漏的微波裂解炉对废盐进行微波裂解，先通过进料机构对微波炉膛1进行上料，即将废盐加入到进料斗8中，废盐通过进料斗8到达提升机9的进料端，并在提升机9的输送下到达提升机9的出料端，随后进入第一星型卸料器11，废盐在第一星型卸料器11的叶轮旋转作用下通过微波炉膛1的进料口进入微波炉膛1。由于微波炉膛1竖直安装在地面上，因此进入微波炉膛1的废盐在其自身重力的作用下掉落到微波裂解段，位于微波裂解段的若干微波发生器2向微波炉膛1内发射微波，废盐在微波作用下发生裂解产生烟气和裂解产物。烟气在微波炉膛1内向上飘，直至烟气管道6与微波炉膛1的连通处，烟气进入烟气管道6，在烟气治理装置7的作用下，烟气内的二噁英等有害物质得到治理，治理后的烟气通过烟气管道6排放进大气中不会对空气造成污染。裂解产物继续在微波炉膛1中向下掉落，直至通过微波炉膛1出料口进入螺旋输送机12，螺旋输送机12将裂解产物从其自身的进料端输送至出料端，待到裂解产物到达第二星型卸料器13，随后裂解产物在第二星型卸料器13的叶轮旋转作用下掉入盐冷却箱14，由盐冷却箱14对裂解产物进行冷却，以便后续处理、回收。
41.在微波炉膛1对废盐进行微波裂解的过程中，防护装置对穿透微波炉膛1的部分微波进行屏蔽和反射，避免其泄漏到外部环境中造成负面影响。穿透微波炉膛1的微波先是抵达屏蔽罩3处，由于屏蔽罩3由铜丝编制而成，具有导体屏蔽网的特性，因此部分微波会聚集在屏蔽罩3上，再由屏蔽罩3将聚集的微波导入大地，大地将该部分微波的能量进行吸收消散。而未被屏蔽罩3聚集的部分微波继续向外扩散直至抵达反射罩4处，由于反射罩4由光亮
且不透明的304不锈钢材料制成，因此该部分微波会被反射罩4反射向微波炉膛1的方向，待到该部分微波抵达屏蔽罩3处时会继续被屏蔽罩3进行聚集、导地、吸收。
42.保温材料5的顶部延伸至提升机9的出料端处，则微波裂解段顶部以上的微波炉膛1也被包裹在保温材料5之中，微波裂解段进行微波裂解产生的热量传递至微波炉膛1顶部时，在保温材料5的作用下不会快速消散，因此微波炉膛1顶部的温度会逐渐升高，导致废盐从微波炉膛1的进料口一进入微波炉膛1中就进入了高温环境，废盐在微波炉膛1内下落的过程中温度不断升高，有利于其到达微波裂解段后进行微波裂解。保温材料5的底部接近螺旋输送机12，则废盐进行微波裂解后产生的裂解产物在掉落进螺旋输送机12之前，其温度仍然会被保温材料5保持在较高的状态，因此裂解产物在排料的过程中不容易因为温度骤降而凝固，从而堵塞微波炉膛1的出料口。
43.本实用新型防止微波泄漏的微波裂解炉将微波炉膛1竖直安装，并在微波炉膛1的进料口端和出料口端设置星型卸料器，通过物料自身的重力作用进行进料和排料，无需在微波炉膛1内设置运输装置对待微波分解的物料进行输送，既简化了结构，又减少了成本，降低了对废盐进行裂解的经济成本。
44.综上，本实用新型防止微波泄漏的微波裂解炉在微波炉膛1外部安装防护装置，穿透微波炉膛1的微波先到达防护装置的屏蔽罩3处被屏蔽罩3聚集、导地，未被屏蔽的部分微波再到达反射罩4处被反射罩4反射回屏蔽罩3处，继续被屏蔽罩3聚集、导地。采用本方案，结合屏蔽和反射两种方式，使得微波炉膛1得到双重保障，能够有效防止微波穿透裂解炉后泄漏到外部环境中。通过实践证明，本防止微波泄漏的微波裂解炉效率高，能够保证在距离设备5厘米处，达到微波检测泄漏值≤2mw/cm2，远远低于国家标准的在距离设备5厘米处，微波泄漏值≤5mw/cm2。
45.本实用新型防止微波泄漏的微波裂解炉的防护装置充分利用微波的电磁学、物理学本质属性，从根本上主动防止微波泄漏，不需要额外消耗能源对泄漏的微波进行处理，节能环保。且本防护装置的结构简单，效果稳定，所采用的铜和304不锈钢均为易得材料，具有较高的经济性，适合进行工业推广。本防护装置在使用时并不会直接与物料接触，不会被物料污染破坏，可以实现长期稳定运行。由于微波的趋肤效应，屏蔽罩3和反射罩4的材料厚度只需要较薄的一层就可以实现屏蔽、反射功能，因此在制作屏蔽罩3和反射罩4时，可以在满足力学性能和结构强度的条件下将屏蔽罩3和反射罩4尽可能做薄，从而降低制造成本。
46.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些变形和改进也应该视为本实用新型的保护范围，这些改进和变形都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。