微波在人造金剛石超硬原材料中的應用設備
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一、微波加熱特別的熱理機制:
該微波技術是通過電磁波由介質材料在微波高頻電磁場作用下,極性分子產生激烈的磨擦而生熱。通過物料自身吸收微波熱能而從內部生起熱能升溫,使物體本身成為發熱體。微波加熱與常規加熱正好升溫方式相反,屬于非接觸式穿透內部加熱方式,通過穿透輻射電場直接作用物料自身整體發熱,所以微波加熱是物料自身整體發熱,不需要熱傳導。而傳統加熱方式是采用熱輻射、對流、熱傳導,被加熱物按由外向內的方向傳熱,熱損高、熱效低、升溫時過長,物體中心傳熱受阻,易出現外焦內冷現象,后端工藝尾氣處理量大,窯爐基礎工程大,生產環境粗放,設備要定期清爐,停機檢修頻繁,檢修維護耗時費力。
二、微波在金剛石行業四大典型應用:
(1)微波用于金剛石的氧化焙燒
采用微波輥道窯與專用微波氧化工藝,對人造金剛石中的殘余石墨進行氧化焙燒。與常規酸洗工藝相比,可提升金剛石品質,提高生產效率,明顯改善生產環境,排放沒污染。
(2)微波用于人造金剛石成品的干燥
采用微波帶式干燥窯或干燥房進行人造金剛石的干燥。與常規電熱或燃氣干燥方式相比,干燥快速、均勻,大幅提高生產效率,并明顯節能。
(3)微波用于石墨加觸媒顆粒料的焙燒還原
石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料,石墨烯是世上蕞薄卻也是蕞堅硬的納米材料,傳統上制備采用機械剝離法、化學氧化法、晶體外延生長法、化學氣相沉積法、有機合成法和碳納米管剝離法等?,F如采用微波煅燒法,在1000度左右環境下,通氮氣氣氛,煅燒后膨脹大概有50倍,用手指一捏成一層石墨膜,效果相當好.采用微波推板窯與微波低氫(氮氫混合氣)還原工藝,對石墨加觸媒顆粒料進行焙燒還原。與常規電加熱高純氫氣還原工藝相比,可大幅降低還原氣體的費用,同時消除爆乍隱患,確保生產;產品一致性好,品質穩定,還原后的氧含量可控制在60ppm以下;實現連續化生產,工藝周期縮短,生產效率成倍提高,明顯節電。
(4)微波用于葉臘石的干燥
采用微波輥道窯與專用微波加熱工藝,對葉蠟石進行干燥、焙燒。與常規電加熱方式相比,可明顯提升模具的一致性及其整體品質,生產效率提高數倍,節電30%以上。
以下數據均來自本公司微波實驗實測結果:
石墨+觸媒
的碳熱還原
傳統加熱
微波加熱
微波加熱的優勢
氣氛:99% 氫氣
氣氛:99% 氮氣
節能達37%以上。
純氫氣改變為純氮氣,性大大提高,成本大大降低。
間歇式真空電窯
設備需抽真空
連續式推板窯
設備不需抽真空
去除真空設備,提高設備的可靠性(真空設備維護難度大)。
燒結氣氛由氫氣改氮氣,節約原料成本,提高生產性。
還原溫度:~1200℃
還原溫度:~1120℃
間歇式變為連續式,降低勞動強度, 節省人力成本。
還原整體時間(不含冷卻):約6個小時。
還原整體時間(不含冷卻):約3個小時。
單臺產量大:800公斤/天(顆粒);
2000公斤/天(石墨柱)。
金剛石除雜
(去除大部分
殘留石墨)
全部采用酸洗
因石墨非常吸收微波,采用微波氧化焙燒,550℃保溫1個小時,可除去大部分殘留石墨。
如按上述技術參數的微波工業設備,每年可省酸堿費用500萬(微波處理后不需要水清洗)。
設備:連續式微波輥道窯;微波功率:54KW;
每天產能可達1.2噸。
大大減少污水處理量。
葉臘石
烘干脫水
間歇式電烘烤箱式爐
連續式微波輥道窯
較傳統節能37%以上;間歇式變為連續式,降低勞動強度, 節省人力成本。
微波功率:261KW;
產量可達:2萬塊/7小時
(可根據用戶產量設計)。
大大提高生產效率。
三、中晟微波窯爐設備廠家介紹:
湖南中晟熱能成立于2011年,注冊資金1280萬元,主要致力于微波熱能技術的研發、應用及微波技術裝備的設計、制造、銷售。具有豐富的微波設備制造和應用經驗,生產微波款型有:微波干燥設備,微波烘干系統,微波廂式烘干房,微波帶式干燥線,微波多功能實驗爐,微波馬弗爐,微波真空實驗爐,微波熱裂解實驗設備,微波高溫輥道窯,微波高溫推板窯,微波回轉窯,微波隧道窯,微波豎式窯,微波轉底爐,微波環形窯,微波鐘罩窯,微波熱裂解窯,微波電熱混合窯等系列窯爐裝備。
湖南中晟經過十多年的研發與應用,實踐表明中晟微波高溫段微波窯爐設備應用走在業內前沿,中晟完全擁有自主知識產權及核心技術:“工業微波/電混合高溫加熱窯爐技術”于2012年3月通過由湖南科學技術廳組織的技術成果鑒定會,對該技術由來自能源、新材料、電子信息、熱能工程、自動控制、冶金及耐火材料等7位專審組成的科技成果鑒定,并得出了“該成果技術居國內前沿水平”的結論。
2012年3月6日在公司現場由“工業微波/電混合高溫加熱窯爐技術”而產生的“RWEG微波(電熱)高溫推板窯、RWET微波(電熱)高溫輥道窯、RWS微波多功能實驗爐”三項產品成功通過由湖南經信委與湖南資源綜合利用協會組織的產品鑒定會,與會專審一致認為該三項產品技術達到國內前沿水平。公司的微波高溫工業窯爐現已列入國家發改委2013年國加重點節能技術推廣目錄(第五批),2013年公司微波技術獲岳陽市科技成果二等獎。
四、中晟熱能微波設備保障方面:
微波防泄漏裝置水平:采用裂縫天線饋能,有效防止微波泄漏,保障微波場均勻且微波反射不對磁控管產生損害,保障磁控管能24小時不停機使用,使用壽命長(微波反射功率和冷卻方式是影響磁控管的壽命因素之一),同時可以在不停機情況下更換易損件(如
