[发明专利]一种微波热解污泥热重分析装置及方法

说明书

一种微波热解污泥热重分析装置及方法，装置：微波炉腔两侧为微波磁控管；红外测温探头设在石英烧杯正上方，红外测温仪与电脑连接；石英细管将氮气瓶中的氮气供入位于微波炉腔中的石英烧杯中；支设在线称重天平上的石英支架的上端伸入支架通道中，并支撑石英烧杯；在线称重天平与电脑连接；金属屏蔽圈套设在石英支架外部；方法：将污泥样品装入微波炉腔中的石英烧杯；通过石英细管向石英烧杯中供入氮气；利用微波磁控管对微波炉腔进行加热；通过电脑实时获取温度及质量数据；该装置能够防止微波泄露，还能改善样品温度的测量精度并防止对加热样品的不利影响，能提高样品温度的测量精度；该方法能够准确测量并实时采集样品的质量以及温度。

技术领域

本发明涉及一种污泥处理装置和方法，具体是一种微波热解污泥热重分析装置及方法，属于污泥处理技术领域。

背景技术

污泥是水处理的附属产物，处理处置方法主要有填埋、农用、堆肥、焚烧、热解等。其中热解处理方法能够实现污泥的无害化和减容减量，并可以得到有益的副产品，如气和油，产物残渣可进一步改进作为活性炭利用。

微波热解污泥技术是近年来快速发展的污泥处理技术，因其和常规电加热相比，具有升温迅速、加热均匀、产物品质好的优势，因而受到广泛关注。

污泥在微波热解过程中的升温和失重特性是研究微波热解污泥的基础，获得升温和失重特性对开发污泥处理处置设备具有重要意义。目前,微波加热的热重分析存在如下需要克服的问题：1)微波容易泄漏，不仅对周围环境和操作人员造成危害，而且泄露的微波会对精密称重天平造成影响；2)微波热解过程中样品的温度难以测量，采用热电偶直接接触法测量会因微波对热电偶的作用而影响对加热样品温度测量的准确性。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种微波热解污泥热重分析装置及方法，该装置能够防止微波泄露，还能改善样品温度的测量精度并防止对加热样品的不利影响；该方法能够准确测量并实时采集样品的质量以及温度，适合以微波作为加热源进行污泥热解和气化的研究。

为了实现上述目的，本发明提供一种微波热解污泥热重分析装置，包括微波炉、在线称重天平、石英支架、石英烧杯、金属屏蔽圈、石英细管、红外测温仪和电脑；

所述微波炉固定设置在在线称重天平的上方；微波炉内部具有微波炉腔和两个微波磁控管，两个微波磁控管固定连接在微波炉腔的左右两侧；在微波炉内部设置有竖直的支架通道，支架通道纵向贯穿微波炉腔，且支架通道的上端、下端分别连通到微波炉上端、下端的外部；

所述石英支架设置在支架通道中，石英支架的下端支设在在线称重天平的上部，石英支架的上端伸入到微波炉腔内部；所述石英烧杯置于微波炉腔内，并支设在石英支架的上端；

所述的金属屏蔽圈套设在石英支架的外部，并与支架通道的下端固定连接；

所述的石英细管一端连接氮气瓶，另一端由支架通道的上端穿入并伸入到石英烧杯内部的上方；

所述的红外测温仪连接有红外测温探头，红外测温探头固定支设在石英烧杯的正上方，所述的电脑分别与红外测温仪和在线称重天平连接。

本发明通过在烧杯上部污泥表面的正上方设置红外测温探头，红外测温探头将探测到的污泥热解过程的温度数据通过红外测温仪实时传送给电脑，测温探头和污泥样品之间不存在任何阻隔，测温方便的同时还提高了测温的准确性；在微波装置和底部的称重天平之间设置金属屏蔽圈，有效的减小了微波辐射对精密称重天平的影响；烧杯、支架和气氛保护管均采用石英玻璃制作，减小了对微波反应场的干扰；将在线称重天平与电脑连接，可实时传送污泥热解过程的重量数据，为微波热解污泥热重分析提供了数据支撑。

进一步地，为保证所述石英支架的稳定性和良好的支撑性能，所述的石英支架主要由分别位于上端和下端的两个圆形平台和连接两个圆形平台之间的支撑杆组成。