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工业微波化工高温加热技术引起科技领域的高度重视

时间:2020-09-05 11:20   作者:admin 点击:

微波加热技术应用于活性炭,氧化铝,陶瓷过滤器,高晶硅,硅酸铝,纸类、木材、树脂挤出等物理加工过程。近年,微波钼工业的生产过程中导入微波加热技术,不仅可有效提高反应转化率、选择性,而且体现出节能环保等诸多优点,其作为实现绿色工艺的手段之一而到人们的广泛重视。

微波在化工加热领域中,所处理的材料大多是介质材料,而介质材料通常都不同程度地吸收微波能,介质材料与微波电磁场相互耦合,会形成各种功率耗散从而达到能量转化的目的。能量转化的方式有许多种,如离子传导、偶极子转动、界面极化、磁滞、压电现象、电致伸缩、核磁共振、铁磁共振等,其中离子传导及偶极子转动是微波加热的主要原理。微波加热是一种依靠物体吸收微波能将其转换成热能,使自身整体同时升温的加热方式而完全区别于其他常规加热方式。

微波加热技术与传统加热方式不同,它是通过被加热体内部偶极分子高频往复运动,产生"内摩擦热"而使被加热物料温度升高,不须任何热传导过程,就能使物料内外部同时加热、同时升温,加热速度快且均匀,仅需传统加热方式的能耗的几分之一或几十分之一就可达到加热目的。从理论分析,物质在微波场中所产生的热量大小与物质种类及其介电特性有很大关系,即微波对物质具有选择性加热的特性。采用微波加热具有加热速度快、热量损失小、操作方便,既可以缩短工艺时间、提高生产率、降低成本,又可以提高产品质量。

微波是在被加热物内部产生的,热源来自物体内部,加热均匀,不会造成"外焦里不熟"的夹生现象,有利于提高产品质量,同时由于"里外同时加热"大大缩短了加热时间,加热效率高,有利于提高产品产量。微波加热的惯性很小,可以实现温度控制可调,有利于连续生产地额自动控制。微波加热所产生的热量和被加热物的损耗有着密切关系。各种介质的介电常数在0.0001到0.5的范围内,所以各种物体吸收微波的能力有很大的差异。介电常数大的介质很容易用微波加热,介电常数太小的介质就很难用微波加热。

这就是微波对物体具有选择性加热的特点。常规的加热方法,如蒸汽加热、电热、红外加热等,要达到一定的温度,需要一定的时间,在发生故障或停止加热时,温度的下降又要较长时间。而微波加热可在几秒的时间内迅速地将微波功率调到所需的数字,加热到适当的温度,便于自动化和连续化生产。介质中单位体积内吸收的微波功率正比于电场强度的平方,这样就可以在很高的场强下使加工物件在极短的时间内上升到需要的加工温度。场强高温还能在产品的质量不受影响下,产生杀菌作用。

微波加热穿透能力强,远红外加热的频率比微波加热的频率更高,照理加热效率要更好,但其实不然,这里面还存在一个穿透能力的概念。而远红外加热的波长很短,加热时穿透能力差,在远红外线照射下,只有物体一薄层发热,而热量要到内部主要靠传导,这样不仅加热时间长,而且容易造成加热不均匀。根据对比,微波加热的穿透能力比远红外加热强的多。工业加热设备比较大,占地多,周围环境温度也比较高,操作工人劳动条件差,强度大。而微波加热占地面积小,避免了环境高温,工人的劳动条件得到了大大的改善。

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