《微波氧化技术》PPT课件.ppt

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1、微波氧化技术0概述传统的生化处理方法工艺成熟但运行稳定性差。微波是一种电磁能，通过离子迁移和偶极子转动引起分子运动，但不引起分子结构改变和非离子化的辐射能。微波加热与传统加热相比，微波加热没有热传递过程的热损失，热效率比传统加热法高。微波技术现已成功地用于废气、废水、固体废物的处理及环境监测等方面。1微波介绍微波是一种电磁波，波长范围没有明确界限，一般是指分米波、厘米波和毫米波三个波段，也就是波长从1mm到1m左右，频率范围从300MHz到300GHz，由于微波的频率很高，所以亦称为超高频电磁波。微波与工业用电和无线电中波广播

2、的频率与波长范围比较如表1所示。因为微波的应用极为广泛，为了避免相互间的干扰，供工业、科学及医学使用的微波频段（如表2所示）是不同的。目前只有915MHz和2450MHz被广泛使用，在较高的两个频率段还没有合适的大功率工业设备。微波是电磁波，它是具有电磁波的诸如反射、透射、干涉、衍射、偏振以及伴随着电磁波进行能量传输等波动特性，这就决定了微波的产生、传输、放大、辐射等问题都不同于普通的无线电、交流电。在微波领域中，通常应用所谓“场”的概念来分析系统内电磁波的结构，并采用功率、频率、阻抗、驻波等作为微波测量的基本量。具体说来有以

3、下几点：（1）在研究微波问题时，应使用电磁场的概念，许多高频交变电磁场的效益不能忽略。（2）微波传播时是直线传播，遇到金属表面将发生反射，其反射方向符合光的反射规（3）微波的频率很高，其辐射效应更为明显。（4）当入射波与反射波相遇叠加时能形成波的干涉现象，其中包括驻波现象。（5）微波能量的空间分布同一般电磁场能量一样，具有空间分布性质。另外，电磁波是以光的速度传播的，在微波频段转换时间快于千万分之一秒。这就是微波可构成内外同时快速加热的原理。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越

4、而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西，则会反射微波。从电子学和物理学观点来看，微波这段电磁频谱具有不同于其他波段的如下重要特点：穿透性选择性加热热惯性小似光性和似声性非电离性信息性2微波的产生微波能通常由直流电或50Hz交流电通过一特殊的器件来获得。可以产生微波的器件主要分为两大类：半导体器件和电真空器件。电真空器件称之为电子管。3微波加热的原理微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电波，被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频点磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化。造成分

5、子的相互摩擦运动的效应，此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化等一系列物化过程而达到微波加热干燥的目的。4微波诱导催化氧化技术(MIOP)MicrowaveInducedOxidationProcess4.1微波诱导催化反应基本原理许多有机化合物都不直接明显地吸收微波，但可利用某种强烈吸收微波的“敏化剂”把微波能传给这些物质而诱发化学反应。如果选用这种“敏化剂”作催化剂载体，就可以在微波照射下实现某些催化反应，这就是微波诱导催化反应。与普通微波加热效应引起反应加速的情况有所区别，它不但有微波辐射，还

6、有催化剂的参与，并通过催化剂诱导了反应的进行。微波诱导催化反应的基本原理可简述如下：将高强度短脉冲的微波辐射通过聚焦到含有某种“敏化剂”（如铁磁金属）的固体催化剂床表面上，由于表面金属点位与微波能的强烈作用，微波能将变成热能，从而使某些表面点位选择性被很快加热至很高温度。虽然反应器中有机试剂不会被微波直接加热，但它们与受激发的表面激发点位接触时却可发生反应。通过控制微波脉冲的辐射时间就可以控制催化剂表面的温度。在微波诱导催化反应中，微波主要是与催化剂或其载体发生作用将其激活，随后被激活的催化剂再催化相应反应的进行。从微波诱导催

7、化反应的历程来看，微波首先是与催化剂或其载体相作用，被激活后再催化有关反应。因此，所用的催化剂或其载体必须要与所加微波能发生强烈的相互作用。4.2微波诱导催化反应的催化剂和载体金属催化剂S区金属氧化物P区金属氧化物和过渡金属氧化物5微波诱导催化技术在污染治理中的应用5.1微波诱导SO2和NOx还原与酸气污染物治理目前，去除SO2污染的方法大都采用氧化法，将SO2氧化后中和除去。采用微波诱导催化还原技术，让含有5%SO2或25%NO的空气通过在脉冲微波辐射下的催化剂（Ni-1401），SO2即可被分解而释放出氧和硫；NO几乎可以

8、被完全去除，产物为O2、N2以及少量的N2O。类似的技术还可以用于气态、液态和固态卤代烃类化合物的脱卤处理。5.2微波诱导催化与有机污染物去除许多有机化合物都不能直接明显地吸收微波，但可以利用某种强烈吸收微波的“敏化剂”把微波能传递给这些有机物而诱发微波诱导催化反应，实现对有