[发明专利]一种可实时测温的多模微波真空热解装置

说明书

本发明属于微波真空热解装置技术领域，具体而言，涉及一种可实时测温的多模微波真空热解装置，包括微波发生器、微波炉腔、连接波导、真空泵、石英管和测温装置，其中微波发生器和微波炉腔通过连接波导相连形成微波电路，真空泵置于微波炉腔外，石英管置于微波炉腔内，真空泵和石英管通过管线相连，测温装置一端置于石英管内，测温装置另一端和微波发生器电性连接。本发明可对热解物质进行温度的实时测量，测量数据经分析符合常理，可满足科研应用。对温度的实时测量不仅可以实时反映不同功率下微波热解温度变化状态，也可对温度数据微分得到不同功率和升温速率之间的内在联系，可以此探究微波真空热解规律。

技术领域

本发明属于微波真空热解装置技术领域，具体而言，涉及一种可实时测温的多模微波真空热解装置。

背景技术

目前生物质热解加热方式主要为常规加热，热源通过传导、对流和辐射完成能量从样品表面到内部的传递，直至达到温度梯度内外热平衡，为避免温度梯度的影响通常会采用缓慢升温以保持等温，而缓慢的升温速率将会导致高能耗，热梯度阻碍热解气体的释放，一些挥发性成分因此保留在样品中而导致非均匀的微结构和低值总孔隙体积和BET表面积。因此，产品的质量不稳定且常常达不到预期的结果。

相比于常规加热，微波加热由于具有多种优势，是一种很有前景的加热方式。微波是一种频率在300MHz-300GHz之间的超高频电磁波，与无线电波、红外线、可见光同等性质。微波加热可以实现内外同时加热，而且具有加热速度快、加热均匀、节能高效、易于控制以及选择性加热等特点，在生物质热解领域受到广泛关注和研究。微波辐射时直接与物质内部微粒进行能量交换，电磁能在介质材料内部进行热传递，快速实现物质整体加热。微波加热时的温度由物质本身吸收微波的能力决定，用tanδ表征。tanδ值越大表示该物质吸收微波的性能越好，反之tanδ太小则不能用于微波加热。因此相同加热时间下相同功率的微波在加热不同物质时由于吸收微波能力不同所产生的温度也不相同，而研究物质微波热解规律时加热温度是一项重要参数。但是对多模微波真空热解装置测温具有一定的难度，不仅要维持反应腔体的真空度，同时也要防止在装置上打孔造成微波泄露危害。例如专利CN108203217A提出“一种油基钻屑连续式微波热解设备”，由于含油固体废弃物的热解技术处理方案是将其在绝氧的条件下加热到450℃左右甚至更高，但该装置未含温度测量装置，不能实时测量热解温度，不能反映油基钻屑微波热解反应过程中温度的变化情况。另外专利CN107200452A提出了“微波热解污泥的装置及方法”，包括微波反应装置、水蒸气回收装置以及油气回收装置，其中微波反应腔中设置的第一微波发生器使得微波反应腔在微波反应腔的进口至出口方向具有温度依次升高的多个温度区域，但并未提及安装实时测温装置，第一温度区域的温度设置为600℃至800℃，第二温度区域的温度设置为800℃至900℃。微波以功率控制大小，若无实时测温装置，难以确定第一和第二温度区域的温度的真实情况。

发明内容

为解决现有技术存在的不能对热解温度进行实时测量的缺陷，本发明提供了一种可实时测温的多模微波真空热解装置。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种可实时测温的多模微波真空热解装置，包括微波发生器、微波炉腔、连接波导、真空泵、石英管和测温装置，其中上述微波发生器和上述微波炉腔通过上述连接波导相连形成微波电路，上述真空泵置于上述微波炉腔外，上述石英管置于上述微波炉腔内，上述真空泵和上述石英管由管线相连，上述测温装置一端置于上述石英管内，上述测温装置另一端和上述微波发生器电性连接。

在本发明提供的实施例中，上述微波发生器上设有人机界面，上述人机界面用于设置上述微波发生器发出的微波功率和微波辐射时间，并可实时显示上述测温装置测出的热解温度曲线。

在本发明提供的实施例中，上述微波炉腔上设有等电位端口，上述等电位端口一端位于上述微波炉腔外部，上述等电位端口另一端位于上述微波炉腔内部。