微波氧化技术.pptVIP

* 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300 MHz 到300 GHz，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 4.1 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，实现对有机污染物的氧化去除。 6 微波杀菌消毒技术 6.1 微波的热效应 微波对生