CN102711302A - 微波加热系统及微波加热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微波加热系统，其包括配备第一微波发生器的第一加热室、配备第二微波发生器的第二加热室以及物料管道，第一和第二加热室以微波屏蔽装置隔开，第一微波发生器以第一功率工作，第二微波发生器以第二功率工作，其中第一功率高于或低于第二功率。本发明还提供一种微波加热方法。本发明提供的微波加热系统，其将加热过程分成两个独立的阶段，在第一阶段使用特定的微波功率将物料加热至特定温度，然后在第二阶段使用更高或更低的微波功率将物料加热至更高或更低的温度，从而满足在一次加热过程中实现不同的加热温度，以满足更复杂的工艺要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种加热系统和加热方法，特别是一种利用微波实现加热的分段式加热系统和方法。
背景技术
工业生产中经常使用到加热装置，传统上，加热是通过例如电、燃料来实现的，通过热传导来加热容器，进而为容器内的内容物加热。这种传统方式必须先将容器加热，此外还有加热后容器的热辐射、热容器外壁的热扩散等，因此导致大量的热量损失。
有鉴于此，微波加热器应运而生。微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量，但微波无法穿过金属，它遇到金属就发生反射。基于此，将反应物放置在位于不锈钢容器的导流容器内，通过微波交变（例如功率设定为2450±25 MHz），则被加热物质中的分子的极性也随之变化。在变化中，分子将产生大量的摩擦热，从而达到加热的目的。在加热过程中，完成了电磁能向热能的转化。微波对介质材料是瞬时加热升温的，并且容器内仅有物料吸收微波将能量转换，因此没有热量损失。
例如，中国实用新型专利CN 202009509 U即公开了一种微波加热装置，其包括一个金属外壳的反应器，反应器内设有微波发生器和绝缘材料制成的物料流通管线，物料流通管线的两端穿出反应器。该方案中，物料被微波直接加热，微波直接作用在物料的分子上来促进分子运动以产生热能，大大提高了加热速度和缩短了反应时间。
但是，目前大部分的微波加热系统都是将反应器置于单个的微波工作室内，物料通过微波工作室一次即以固定的温度被加热一次，因此对于在不同阶段需要不同反应温度的较复杂的生产工艺，现有的微波加热系统就不能满足需要。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种改进的微波加热系统，其具有更广泛的适应性，能够满足较复杂的生产工艺的需求，同时利用微波加热的优势，达到节约能源的目的。
本发明一方面提供一种微波加热系统，其包括配备第一微波发生器的第一加热室、配备第二微波发生器的第二加热室以及物料管道，所述第一和第二加热室以微波屏蔽装置隔开，所述物料管道流经并穿出第一加热室进入第二加热室，并从第二加热室穿出。
在本发明的一个实施方式中，所述第一微波发生器以第一功率工作，所述第二微波发生器以第二功率工作，其中第一功率高于第二功率。在另一个实施方式中，所述第一功率低于第二功率。
在本发明的一个实施方式中，所述微波屏蔽装置构成第一加热室和第二加热室共用的侧壁。
在本发明的另一个实施方式中，所述微波屏蔽装置包括第一屏蔽装置和第二屏蔽装置，所述第一屏蔽装置构成所述第一加热室的一个侧壁，所述第二屏蔽装置构成所述第二加热室的一个侧壁。
在本发明的一个实施方式中，所述物料管道在位于第一加热室和第二加热室之间的位置设有加料口。
所述屏蔽装置可为金属材料制成，例如铁、钢或合金材料。所述物料管道优选由塑料材料制成。
本发明另一方面提供一种加热物料的方法，其包括以下步骤：（a）将物料通过配备第一微波发生器的第一加热室；（b）再将物料通过配备有第二微波发生器的第二加热室。
在一个实施方式中，所述第一微波发生器以第一功率工作，所述第二微波发生器以第二功率工作，其中第一功率高于第二功率。在另一个实施方式中，所述第一功率低于第二功率。
在一个实施方式中，在所述步骤（b）之前向物料中添加额外的反应物。
本发明提供的微波加热系统，其将加热过程分成两个独立的阶段，在第一阶段使用特定的微波功率将物料加热至特定温度，然后在第二阶段使用更高或更低的微波功率将物料加热至更高或更低的温度，从而满足在一次加热过程中实现不同的加热温度，以满足更复杂的工艺要求。同时，在第一和第二加热阶段之间，还可以向物料中加入额外的反应物（例如助剂、处理剂等），用于生产工艺更复杂的产品。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的微波加热系统的结构示意图。
图2是本发明的另一个实施例的微波加热系统的结构示意图。
图3是本发明的一个实施例的微波加热方法的流程图。
具体实施方式
以下参考附图详细描述本发明的具体实施方式。应当理解的是，这些附图以及详细描述仅是对本发明原理的尽可能详细的示例性阐述，并非是对本发明保护范围的限制。在本发明中，附图标记最左边的数字表示该附图标记第一次出现时所在的图号，并且相似的特征以类似的附图标记来表示。
实施例1
参考图1，其显示了本发明的一个实施例的微波加热系统的结构示意图。该微波加热系统100包括第一加热室102和第二加热室104，其中第一加热室102在其顶部配备有多个（例如3个）微波发生器112，第二加热室104在其顶部配备有多个（例如3个）微波发生器114。微波发生器112、114也可按需要设置在加热室的侧壁，或同时设置在侧壁和顶部，或设置在其他位置。微波发生器的数目可以根据生产工艺的需要减少或增加。
在第一加热室102和第二加热室104之间还设置有微波屏蔽装置108，在该实施例中，该微波屏蔽装置108作为第一加热室102和第二加热室104的共同侧壁而将两个加热室分开，该微波屏蔽装置108优选由与加热室相同的材料制成。设置该微波屏蔽装置108的目的在于使得第一加热室和第二加热室的微波彼此不能进入相邻的加热室。
再参考图1，微波加热系统100还包括沿箭头P方向进入第一加热室102的物料管道106，该管道106经过第一加热室102，并穿过微波屏蔽装置108，再进入第二加热室104，最后从第二加热室104沿箭头P’方向穿出。优选地，该管道106在第一和第二加热室内可呈S型弯曲，以增加微波与被加热物料的接触时间，使加热更均匀、透彻。可选地，可在第一和第二加热室内分别设置测温器，以方便监控加热室内的温度是否达到要求的值。
作为一个例子，在本实施例中提供的微波加热系统可用来合成涂料用醇酸树脂。使用时，将多元醇、多元酸、抗氧化剂等助剂混合送入物料管道106的进料口，控制第一加热室102内的微波发生器112的功率，使第一加热室102内的温度控制在160-170℃，再控制第二加热室104内的微波发生器114的功率，将温度控制在190-210℃。成品从物料管道106的出料口流出，并控制流速，以使产品达到规定的理化指标。
实施例2
参考图2，其显示了本发明的另一个实施例的微波加热系统的结构示意图。该微波加热系统200包括第一加热室202和第二加热室204，其中第一加热室202在其顶部配备有多个（例如3个）微波发生器212，第二加热室204在其顶部配备有多个（例如3个）微波发生器214。同样，微波发生器212、214也可按需要设置在加热室的侧壁，或同时设置在侧壁和顶部，或设置在其他位置。微波发生器的数目可以根据生产工艺的需要减少或增加。
与实施例1不同的是，在第一加热室202和第二加热室204之间还设置有微波屏蔽装置，该微波屏蔽装置包括第一屏蔽装置208和第二屏蔽装置210，该第一屏蔽装置208构成所述第一加热室202的一个侧壁，该第二屏蔽装置210构成所述第二加热室204的一个侧壁。因此，第一加热室202和第二加热室204形成两个独立的微波加热室，并且第一加热室202和第二加热室204的各自产生的微波彼此不能进入相邻的加热室。
再参考图2，该微波加热系统200还包括沿箭头P方向进入第一加热室202的物料管道206，该管道206经过第一加热室202，并穿过微波屏蔽装置208、210，再进入第二加热室204，最后从第二加热室204沿箭头P’方向穿出。优选地，该管道206在第一和第二加热室内可呈S型弯曲，以增加微波与被加热物料的接触时间，使加热更均匀、透彻。可选地，可在第一和第二加热室内分别设置测温器，以方便监控加热室内的温度是否达到要求的值。
此外，在该实施例中，该微波加热系统200还包括位于物料管道206上的加料口220，该加料口220位于第一加热室202和第二加热室204之间的空间，为更复杂的生产工艺提供添加额外反应物的途径。
作为一个例子，在本实施例中提供的微波加热系统200可用来醇解废旧聚氨酯再生多元醇。使用时，将废旧聚氨酯破碎料、多元醇、催化剂、抗氧剂等混合均匀后送入物料管道206的进料口，控制第一加热室202内的微波发生器212的功率，使第一加热室202内的温度控制在200-220℃，再控制第二加热室204内的微波发生器214的功率，将温度控制在100-150℃，在第一加热室202内的反应物料进入第二加热室204时，通过加料口220加入特定处理剂，并控制流速，以使产品达到规定的理化指标。
实施例3
参考图3，其显示了本发明的一个实施例的微波加热方法的流程示意图。在图3中，该方法包括将物料通过配备第一微波发生器的第一加热室的步骤302，其中第一微波发生器以第一功率工作；和将物料通过配备有第二微波发生器的第二加热室的步骤304，其中第二微波发生器以第二功率工作，其中第一功率与第二功率不同。
在具体应用中，第一功率可以高于第二功率，以使得第一加热室内的温度高于第二加热室内的温度。当然，可以根据需要，将第一功率设定为低于第二功率，使得第一加热室内的温度低于第二加热室内的温度，以满足不同的工艺要求。
在实际应用中，还可以在将物料通过第二加热室之前，向物料中加入额外的反应物，例如处理剂或助剂等，以生产出工艺更复杂的产品。
应当理解的是，以上具体实施方式仅是对本发明原理的解释性的阐述，本领域技术人员在阅读之后能够对本发明提供的装置和方法进行适当的修改，应当认为这些修改也在本发明的范围之内。
Claims (10)
1.一种微波加热系统，其特征在于，包括配备第一微波发生器的第一加热室、配备第二微波发生器的第二加热室以及物料管道，所述第一和第二加热室以微波屏蔽装置隔开，所述物料管道流经并穿出第一加热室进入第二加热室，并从第二加热室穿出。
2.根据权利要求1所述的微波加热系统，其特征在于，所述第一微波发生器以第一功率工作，所述第二微波发生器以第二功率工作，其中第一功率高于第二功率。
3.根据权利要求1所述的微波加热系统，其特征在于，所述第一微波发生器以第一功率工作，所述第二微波发生器以第二功率工作，其中所述第一功率低于第二功率。
4.根据权利要求1所述的微波加热系统，其特征在于，所述微波屏蔽装置构成第一加热室和第二加热室共用的侧壁。
5.根据权利要求1所述的微波加热系统，其特征在于，所述微波屏蔽装置包括第一屏蔽装置和第二屏蔽装置，所述第一屏蔽装置构成所述第一加热室的一个侧壁，所述第二屏蔽装置构成所述第二加热室的一个侧壁。
6.根据权利要求5所述的微波加热系统，其特征在于，所述物料管道在位于第一加热室和第二加热室之间的位置设有加料口。
7.一种加热物料的方法，其包括以下步骤：（a）将物料通过配备第一微波发生器的第一加热室；（b）再将物料通过配备有第二微波发生器的第二加热室。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一微波发生器以第一功率工作，所述第二微波发生器以第二功率工作，其中第一功率高于第二功率。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一微波发生器以第一功率工作，所述第二微波发生器以第二功率工作，其中第一功率低于第二功率。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤（b）之前向物料中添加额外的反应物。
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