微波活性炭再生技術介紹

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1、微波活性炭再生介紹1一、概述本章將專門介紹微波在非通信領域中的應用。所謂非通信領域，指的是僅僅利用微波功率和能量與物質的相互作用，使該物質產生物理或狀態(tài)上的變化，如加熱、脫水、干燥、發(fā)泡、膨化、煮白、固色、燒結、焊接、焙燒、熔融、改性、沉積、燒蝕、殺菌、消毒、冶煉、脫蠟、硫化、脫硫、萃取、消解……技術領域，即利用微波功率在工業(yè)、農業(yè)、交通運輸業(yè)、高新科技領域、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)等方面的非常廣泛的應用。在本章中將不涉及信息的交換、存儲、傳輸或傳播、信息的轉換等有關內容，因此純粹是一種微波功率的應用。由于電磁波頻譜資源的有限性

2、，20世紀初人類發(fā)明了真空二極管和三極管后，從20～30年代開始，人們利用電磁波相繼發(fā)明了無線電通信、無線電廣播、電視、雷達、衛(wèi)星通信、移動通信、互聯(lián)網等，這些發(fā)明給人們的物質文明和精神生活帶來了巨大的變化。20世紀是無線電電子學蓬勃發(fā)展的黃金時代，前半葉是真空電子學和電子管時代，后半葉則是半導體和集成電路迅速發(fā)展的微電子時代。最后20年中，微機和光通信技術的興起，形成了兩個極具規(guī)模的龐大產業(yè)。從此，個人電腦和移動通信進入了空前高速發(fā)展的新時期。為了使這些應用互不干擾，“世界無線電大會”（一個國際性組織）對每一種無線

3、電應用技術所使用的電磁波的頻率都規(guī)定了具體的范圍，不得超越。對于微波在非通信領域中的應用，1966年在加拿大成立的“國際微波功率協(xié)會”規(guī)定了工業(yè)、科學、醫(yī)療（ISM）可使用的頻率。1979年，世界無線電大會正式公布了這一國際標準，詳見表4-1。表4-1　工業(yè)、科學、醫(yī)療（ISM）使用的頻率目前世界上普遍采用其中的915MHz和2450MHz兩個主要頻率標準，我國也是如此；只有英國采用896MHz，俄羅斯及東歐一些國家則采用2375MHz的頻率?；叵胍幌率澜缟系谝慌_微波爐不正是使用915MHz和2450MHz這兩個工作

4、頻率嗎？也許IMPI正是考慮到這個歷史事實，才制定了上述國際標準。由于移動通信的飛越發(fā)展，波段擁擠，不得不向上述兩個廣泛使用的民用頻率標準靠近，再加上藍牙技術的需要，915MHz和2450MHz兩個波段正受到愈來愈大的挑戰(zhàn)，今后會產生什么情況，目前還難以預測！1二、微波加熱原理自然界中任何物質（包括固體、液體、氣體）在微波電磁場的作用下，都會與其發(fā)生相互作用，這種相互作用的效果是多種多樣的。例如物體被加熱，產生溫升，使物料脫水，干燥，膨化，發(fā)泡，解凍，消解，萃取；使材料改性，可用于蔬菜煮白，食品滅菌；使橡膠硫化或脫硫

5、，可用于燒結，烘烤；使染料固色，可用做食物烹飪……其中最重要和最主要的作用是微波加熱，其他許多作用都或多或少地與微波加熱有關。因此，在介紹微波的各種應用之前，有必要重點介紹一下微波加熱原理，這樣才能更好地理解微波有如此之多的神奇功效！作為材料的基本特性，包括它的機械性能、物理性能、化學性能、介電特性等多種，但對微波加熱而言，其中介質的介電性能卻是最基本、最主要的。大家對介電特性又是最陌生的，因此有必要對這一特性稍作詳細的介紹。只有這樣才能弄清微波為什么能對一些物料加熱？而對另一些物料加熱效果不好？有些物料則根本無法加

6、熱，像水、酒精、脂肪、蛋白質等在微波作用下能迅速升溫；像玻璃陶瓷、四氯化碳、聚乙烯等在微波作用下能保持原有的溫度，或只有微小的溫升；又像金屬這類導體，微波卻從其表面上被反射回去了，無法進入其中，或只能進入極微小的厚度中。這也就是為什么家用微波爐總是用各種金屬板如鍍鋅鐵皮或不銹鋼板作為爐體材料，而將爐門把加熱食物的微波屏蔽在爐內，不讓微波外泄的道理所在。任何物質都是由分子組成的，而分子是由原子組成的，原子又由帶正電的原子核和環(huán)繞原子核作高速旋轉運動的多層電子軌道組成的。在常態(tài)下，原子中的正負電荷總量相等，正負電荷的重心

7、重合，因此對外不顯電性，或者說是一種中性結構，對由大量這種原子形成的分子，當然也呈中性狀態(tài)，這是從外界感知的宏觀表象；但是，當這些材料處在直流靜電場或交變電場作用下又如何呢？先來看一下在直流靜電場（即對時間是不變的固定的電場，例如在兩塊平板金屬間夾有一層一定厚度的材料時，如在兩金屬板上加上直流電壓，其中建立起來的電場即稱為靜電場）作用下，材料中的分子、原子及電子會發(fā)生什么樣的變化呢？1）在外加直流靜電場作用下，原子中外層軌道上的電子云相對原子核產生了相對位移，這種位移的結果使原子中正負電荷的重心重合狀態(tài)發(fā)生了改變，導

8、致了重心的偏離。換句話說，正電荷的原子核和外層軌道上眾多電子的物理重心不再相互重合了，因而對外呈現(xiàn)出這種由于正負電荷重心不重合而出現(xiàn)的偶電矩（或稱為偶極子），這一電學過程稱之為“極化”，并且為了與下述其他極化相區(qū)別，這里將上述過程稱為“電子極化”現(xiàn)象。這種極化產生的偶電矩對外電場非常敏感，建立和消除極化的時間都極短，約為10?16～10?15s