[发明专利]一种基于微波的双源热耦合化学链气化方法及其装置

权利要求书

1.一种基于微波的双源热耦合化学链气化装置，其特征在于包括如下部件：

微波辐射腔（13）；

填充有微波吸收剂的微波吸收剂负载槽（10）；

置于微波辐射腔（13）与微波吸收剂负载槽（10）之间的石英管反应腔（9）；石英管反应腔（9）由电机（11）驱动其旋转；

所述微波辐射腔（13）内的中部以及对应位置的微波吸收剂负载槽（10）的下方设有由磁控管（7）构成的微波发生器；红外测温探头群（8）分别设置在磁控管（7）的两端；

所述微波辐射腔（13）的两端分别连接第一三通阀门（4-1）和第二三通阀门（4-2）；

其中，第一三通阀门（4-1）的A端口连通环境大气；第二三通阀门（4-2）的B端口连通微波辐射腔保护气充气装置（1）；所述第二三通阀门（4-2）的A端口通过管路连通第一三通阀门（4-1）的B端口，在管路上依次串联有保护气冷却装置（2）、保护气循环风机（3）。

2.根据权利要求1所述基于微波的双源热耦合化学链气化装置，其特征在于：所述石英管反应腔（9）的两端口处分别设置有微波抑制器（6）；

第一三通阀门（4-1）向左拨，微波辐射腔（13）与环境大气接通；

第二三通阀门（4-2）向右拨，联通微波辐射腔保护气充气装置（1）与微波辐射腔（13），对微波辐射腔（13）进行充气；

第二三通阀门（4-2）向左拨，第一三通阀门（4-1）向右拨，使微波辐射腔（13）、保护气循环风机（3）、保护气冷却装置（2）形成闭合回路。

3.根据权利要求2所述基于微波的双源热耦合化学链气化装置，其特征在于：所述第一三通阀门（4-1）与微波辐射腔（13）之间的连接管路上设有气压及氧浓度检测表（5）。

4.根据权利要求3所述基于微波的双源热耦合化学链气化装置，其特征在于：所述微波辐射腔（13）还设有辐射腔锁（12）。

5.一种基于微波的双源热耦合化学链气化方法，其特征在于采用权利要求4所述基于微波的双源热耦合化学链气化装置实现，其包括如下步骤：

步骤一：将物料置于石英管反应腔（9）中部，并将其左右两端分别接入惰性载气及产物收集装置，先进行预吹扫以清空石英管反应腔（9）内空气，并在气化过程全程保持载气供给直至反应结束；

步骤二：第一三通阀门（4-1）向左拨，使微波辐射腔（13）与环境大气接通，同时第二三通阀门（4-2）向右拨，联通微波辐射腔保护气充气装置（1）与微波辐射腔（13）；对微波辐射腔（13）进行充气，并关注气压及氧浓度检测表（5）显示的氧气水平与内部保护气压力；当氧浓度低于0.1%时，将第二三通阀门（4-2）向左拨，第一三通阀门（4-1）向右拨，使微波辐射腔（13）、气压及氧浓度检测表（5）、保护气循环风机（3）、保护气冷却装置（2）形成闭合回路；启动保护气循环风机（3）和保护气冷却装置（2），使惰性气体在闭合回路内循环；整个反应过程需要维持微波辐射腔（13）的正压，若气压及氧浓度检测表（5）显示压力小于一个大气压时，启动微波辐射腔保护气充气装置（1）来补充保护气；

步骤三：启动电机（11），使石英管反应腔（9）维持缓速旋转状态；

接着启动磁控管（7），通过计算机控制其输入功率与频率；

物料表面温度由红外测温探头群（8）进行物料表面温度监测，温度数据由计算机采集存储；微波吸收剂负载槽（10）内的温度由贴片式热电偶进行温度监测，温度数据同样由计算机采集存储。

6.根据权利要求5所述基于微波的双源热耦合化学链气化方法，其特征在于基于微波的双源热耦合化学链气化方法还包括一个结束步骤：

反应结束，关闭磁控管（7），解除微波辐射腔（13）辐射腔正压，打开辐射腔锁（12），取出石英管反应腔（9）清洗。