本实用新型专利技术提供一种微波催化罐式反应装置，利用微波的热效应及电磁效应提高反应物料反应速度和收率，尤其适用于反应物料量大的矿山、煤炭等场合用。所述微波催化罐式反应装置包括金属罐体、搅拌装置、加料口、微波源、微波源电源箱、多个波导管、保温层，搅拌装置搅拌叶位于金属罐体内；加料口、微波源及微波源电源箱设置在封盖上；多个波导管经封盖竖立伸入金属罐体内，波导管的顶端与微波源连接，底端为微波馈口且微波馈口上设置有密封结构。本实用新型专利技术采用金属罐体能承载大量的反应物料，微波经多个波导管均匀地辐照到金属罐体内进行加热催化，提高反应效率和收率，金属罐体能承载大量的反应物料，尤其适用于反应物料量大的矿山、煤炭等场合。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于化工反应
，具体涉及一种利用微波加热催化的罐式反应 目.0
技术介绍
微波在电磁波谱中介于红外和无线电波之间，波长在Icm?Im(频率30GHz?300MHz)的区域内。而用于加热技术的微波波长一般固定在12.2cm (2.45GHz)或33.3cm(900MHz)。微波作为电磁能量的一种，碰到极性分子时会引起分子的剧烈振荡而产生分子热，实际上这是能量转换，即将微波能转换成热能。概括起来讲，物质分子偶极振动同微波振动具有相似的频率，在快速振动的微波磁场中，分子的偶极振动尽力同磁场振动相匹配，而分子的振动又往往滞后于磁场，物质分子吸收电磁能以每秒数十亿次的高速振动而产生热能。因此，微波对物质的加热是从物质分子出发的，又称为“内加热”。物质同微波的耦合能力，除取决于微波的功率外，主要取决于物质本身的性质。一种物质在特定频率和温度下，将电磁能转化为热能的能力可以用该物质的损耗因子δ (dissipat1n factor)来衡量，符合方程式tanS = e "丨z'。其中tan δ为介质损耗因子角正切；ε "是物质的介电损耗(dielectric loss)，表示物质将电磁能转换为热能的效率；ε '是物质的介电常数(dielectric constant)，表示物质被极化的能力，即也是反应物质阻止微波穿透的能力。一般来说，物质的ε'值愈大，对微波的耦合作用愈强，极性分子同微波有较强的耦合作用，非极性分子同微波产生弱耦合作用或不产生耦合作用。可见微波加热是电场能量深进到物料内部，直接作用于物质分子使之运动而发热，这种内加热与传统加热法不同，后者是由热传导和热对流来实现，称为外加热。内加热具有加热速度快，只需外加热法的1/10-1/100的时间即可完成，具有反应灵敏，无惰性和滞后效应，受热体系温度均匀，热效率高等特点。目前，利用微波加热催化化学合成反应的反应类型已越来越多，比如烷基化反应、缩合反应、合成杂环化合物、偶合反应等，能够大大提高反应效率和反应物料的产率。这些微波加热催化的化学合成反应所用到的微波催化反应设备通常包括壳体、保温层、反应腔体和微波源，反应腔体由可透过微波的材质制成，比如陶瓷、石英、塑料等，壳体通常为金属壳体，保温层和微波源位于壳体与反应腔体之间，微波源通常在反应腔体外围布设多个，以对反应腔体内的物料均匀加热，由于陶瓷、石英、塑料等材质制成的可透过微波的反应腔体强度不高，所承载反应物料的量不宜过大，则上述反应设备通常应用于实验室、研宄所等场合，应用范围有限。而在一些矿山、煤炭企业，通常需要进行尾矿处理(比如提纯、提炼)，以提高产物收率，由于尾矿量大，无法采用目前微波催化反应设备，为了提高其处理效率和产物收率，亟待设计一种适合量大反应物料用的微波催化反应设备。
技术实现思路
本技术提供了一种微波催化罐式反应装置，利用微波的热效应及电磁效应提高反应物料反应速度和收率，尤其适用于反应物料量大的矿山、煤炭等场合用。为达到上述技术目的，本技术采用以下技术方案实现:一种微波催化罐式反应装置，包括顶部开口处具有封盖的金属罐体、搅拌装置、加料口、微波源、微波源电源箱、进行微波传输的多个波导管；所述金属罐体的外壁上包覆有保温层，所述搅拌装置安装在所述封盖上，其搅拌叶位于所述金属罐体内；所述加料口、微波源及微波源电源箱设置在所述封盖上；多个所述波导管经所述封盖竖立伸入所述金属罐体内，并以所述金属罐体的中心轴线为基准圆周布设，所述波导管的顶端位于所述封盖的外侧并与所述微波源连接，所述波导管的底端为微波馈口且微波馈口上设置有密封结构。与现有技术相比，本技术微波催化罐式反应装置采用金属罐体，强度高，能承载大量的反应物料，由于金属罐体不能穿透微波，微波源可经过多个波导管将微波均匀地辐照到金属罐体内对反应物料进行加热催化，利用微波的热效应和电磁效应提高反应物料反应速度，采用微波加热能够增大分子运动频率，使反应物料分子之间接触更充分，有利于提高反应物料收率，本技术金属罐体能承载大量的反应物料，尤其适用于反应物料量大的矿山、煤炭等场合用。【附图说明】图1为本技术微波催化罐式反应装置最佳实施例的透视图；图2为本技术实施例中波导管微波馈口处密封结构的结构示意图。【具体实施方式】为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。参阅图1，本实施例微波催化罐式反应装置，包括金属罐体1、搅拌装置2、加料口3、微波源4、微波源电源箱5和进行微波传输的多个波导管6，金属罐体I的顶部开口处具有封盖7 ;金属罐体I的外壁上包覆有保温层(图中未示出)减小热量损失，搅拌装置2安装在封盖7上，其搅拌叶2.1位于金属罐体I内；加料口 3、微波源4及微波源电源箱5设置在封盖7上，多个波导管6经封盖7竖立伸入金属罐体I内，并以金属罐体I的中心轴线为基准圆周布设，波导管6的顶端位于封盖7的外侧并与微波源4连接，波导管6的底端为微波馈口 9且微波馈口 9上设置有密封结构8。其中，封盖7也为金属材质，用于封闭罐体，防止微波泄露，同时用于支撑安装搅拌装置2、加料口 3、微波源4及微波源电源箱5 ;加料口 3用于向金属罐体I内进行加料，加料口 3可配合设置一金属盖体，不需要加料时用此盖体将加料口 3关闭，以免物料或蒸汽溢出；微波源4和微波源电源箱5位于金属罐体I的顶部，微波源4位于微波源电源箱5内，微波源电源箱5为微波的输出提供电气条件，微波自微波源电源箱5内发射，沿波导管6内部传输，自波导管6底端的微波馈口 9发射至罐体内部，通过料位计检测物料达到一定的料位后方可启动微波；搅拌装置2能将物料混合均匀，在加热过程中搅拌装置2也可将因升温带来的温度梯度消除，使整个罐体内部反应物料的温度达到均匀的目的，微波的四周向中间辐照过程中会不断消耗微波能量，利用搅拌装置2的搅拌效果可使绝大部分物料都能接收到微波的辐照从而提高了微波辐照的效率；微波馈口 9的密封结构8防止波导管6内进入异物。进一步地，搅拌装置2的中心轴线与金属罐体I的中心轴线重合，即搅拌装置2位于罐体中心部位，从而进一步使物料混合均匀、物料温度均匀。多个波导管6可采用同一个微波源4和微波源电源箱5，此时通电线路较为复杂，优选地，微波源电源箱5、微波源4与波导管6 —一对应设置，即每一个波导管6对应一个微波源4和微波源电源箱5，可简化线路结构，使整机结构简洁。由于金属罐体I内放当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微波催化罐式反应装置，其特征在于：包括顶部开口处具有封盖的金属罐体、搅拌装置、加料口、微波源、微波源电源箱、进行微波传输的多个波导管；所述金属罐体的外壁上包覆有保温层，所述搅拌装置安装在所述封盖上，其搅拌叶位于所述金属罐体内；所述加料口、微波源及微波源电源箱设置在所述封盖上；多个所述波导管经所述封盖竖立伸入所述金属罐体内，并以所述金属罐体的中心轴线为基准圆周布设，所述波导管的顶端位于所述封盖的外侧并与所述微波源连接，所述波导管的底端为微波馈口且微波馈口上设置有密封结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：冯国通，孙昭，王俊卿，
申请(专利权)人：青岛迈可威微波物理化学研究院，
类型：新型
国别省市：山东;37
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