一种用于铀化学浓缩物煅烧的微波回转窑制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于铀化学浓缩物煅烧的微波回转窑。该设备主要由高位料仓，进料机构，出料机构，微波反应腔体，微波回转窑炉膛，测温仪，微波功率源，水冷系统，远程控制系统等部件组成。主要用于铀化学浓缩物煅烧。该设备不仅克服了常规煅烧设备存在的周期长，能耗高，热效率低，产品均一性差，易发生欠烧、过烧等问题，而且微波场分布均匀，设备稳定性强，是一种铀化学浓缩物煅烧工艺中大型化、连续化生产的微波设备。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于铀化学浓缩物煅烧的微波回转窑，尤其是一种连续化、 规模化的适宜于铀化学浓缩物煅烧的微波加热设备。二
技术介绍
目前，众知的铀化学浓缩物煅烧通常采用以滚筒为代表的半动态电热煅烧窑。其 特征是通过传导、对流、辐射等方式使热量从物料外部向内部传递。由于该设备在同一截面 上存在温度分布不均勻，从而导致该生产方法存在周期长，能耗高，热效率低，产品均一性 差，易发生欠烧、过烧等现象，给后续工序带来加工困难；而且更为关键的是电热窑煅烧三 碳酸铀酰铵加工工艺时间长会导致核辐射威胁几率增大。如专利CN1319848A提供的煅烧 三碳酸铀酰铵制备八氧化三铀工艺过程中，需以300-500°C /小时由室温升至700-900°C， 同时保温时间长达2-6小时。因此，开发一种快速、安全、低能耗的新型煅烧设备显得极为 重要。微波作为一种绿色高效的加热方法，可以通过在物料内部的能量耗散选择性加热 物料，具有加热均勻、热效率高、清洁无污染等常规加热方式无法比拟的优点。然而，公知 的微波设备中，经改装的家用微波炉属间歇式加热，功率密度低、重复性差，无法进行规模 化作业；对于大功率高温微波设备，尽管国内外均开展了这方面的研究，如英国EA技术公 司建立了微波高温烧结设备，加拿大的EMR微波技术公司建立了黄铜矿和砷黄铁矿的微波 预处理装置，但均存在微波场分布不均勻，设备密闭性不好等问题。如专利CN1718790A提 供的微波烧结设备，尽管能满足四氧化三钴的制备，但存在密闭性差，反应器内温度场分布 单一，无法实现铀化学浓缩物的移植性煅烧。因此，目前能够用于煅烧铀化学浓缩物的连续 化、规模化的高温微波设备仍然是空白。另外，由于目前微波反应器功率源系统多采用自然 风冷或强制风冷方式冷却，然不论是自然风冷还是强制风冷均存在冷却效率低，冷却效果 差，从而导致设备稳定性差、使用寿命短。综上可知，由于缺乏安全、稳定的专用微波反应器，使微波的产业化应用范围较 窄，对经济的支撑作用很不明显。因此，研发连续化、规模化的高温微波反应器对于引领未 来微波在核能工业的发展具有重要的作用。三、
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于铀化学浓缩物煅烧的微波回转窑。针对常规电 热回转窑存在生产周期长，能耗高，产品均一性差等弊端和现有微波设备存在的微波场分 布不均勻、设备稳定性差、使用寿命短等不足，依据铀化学浓缩物辐射危害大、设备密闭性 要求高等特殊性，提供的这种微波回转窑是一种适宜于铀化学浓缩物煅烧，可实现多段控 温的连续化、规模化的高温微波回转窑设备。本技术按以下技术方案实施，其包括高位料仓1，进料机构2，排烟系统3，微 波反应腔体4，微波回转窑炉膛5，出料机构6，远程控制系统7，微波功率源8，水冷系统9，3保温层10，测温仪11。高位料仓1置于微波反应腔体4进料端，其下部与进料机构2连接， 进料机构采用螺旋方式进料，进料螺旋通过链条与调速电机相连，微波反应腔体4为正五 面体的反应腔体，微波功率源8配置水冷系统9布置于微波反应腔体4的四周，水冷系统9 采用铝合金环形水冷器装配在微波功率源8上，微波回转窑炉膛5两端设置有钢质夹套，夹 套上装配有齿轮，齿轮通过链条与调速电机连接驱动微波回转窑炉膛5转动，微波回转窑 炉膛5的按装斜度为3-10度，出料机构6与微波回转窑炉膛5出料端相连接，进料机构2 和出料机构6与微波回转窑炉膛5之间用石墨密封环密封，微波回转窑炉膛5外覆保温层 10，微波回转窑炉膛排烟系统3，一端与进料端固定连接，另一端与排烟管连接，微波回转窑 炉膛5出料端装配有测温仪11，采用独立的PID (比例-积分-微分)三段模块控温，测温 热电偶采用三点组合式测温，微波回转窑通过远程控制系统7控制。工作时将物料装入高位料仓，开启进出料开关，调节进料螺旋转速，物料通过进料 螺旋连续地输送至微波反应腔体内，待物料布满微波回转窑炉膛并达到一定厚度后开启微 波加热开关，调节微波输出功率，使物料由室温以一定的升温速率分别升至预定温度，物料 由回转窑进料端缓慢地经过整个回转窑炉膛，经微波处理后由出料机构排出回收，烟气由 排烟系统排出。本技术的优点及积极效果(1)通过对微波反应腔的仿真优化，本微波反应腔体采用正五面体设计，使得微波 源间交叉互耦最小，腔体内微波场更均勻；(2)微波磁控管采用铝合金环形水冷方式，提高了设备的稳定性、延长了设备的使 用寿命；(3)微波反应腔体进出料机构与炉膛之间采用石墨密封环密封，保证了炉膛的密 闭性；(4)基于微波“体加热”特性，使物料整体均勻受热，产品成分及粒径均勻，生产周 期短；(5)微波反应腔体通过PLC远程控制系统控制，避免了微波泄露可能对人体造成 的伤害。四附图说明图1是本技术组成结构图，图中，1为高位料仓，2为进料机构，3为排烟系统， 4为微波反应腔体，5为微波回转窑炉膛，6为出料机构，7为远程控制系统，8为微波功率源， 9为水冷系统，10为保温层，11为测温仪。五具体实施方式按图1所示的结构，其包括高位料仓1，进料机构2，排烟系统3，微波反应腔体4， 微波回转窑炉膛5，出料机构6，远程控制系统7，微波功率源8，水冷系统9，保温层10，测温 仪11。高位料仓1置于微波反应腔体4进料端，其下部与进料机构2连接，进料机构采用螺 旋方式进料，进料螺旋通过链条与调速电机相连，微波反应腔体4为正五面体的反应腔体， 微波功率源8配置水冷系统9布置于微波反应腔体4的四周，水冷系统9采用铝合金环形水 冷器装配在微波功率源8上，微波回转窑炉膛5两端设置有钢质夹套，夹套上装配有齿轮，齿轮通过链条与调速电机连接驱动微波回转窑炉膛5转动，微波回转窑炉膛5的按装斜度 为3-10度，出料机构6与微波回转窑炉膛5出料端相连接，进料机构2和出料机构6与微 波回转窑炉膛5之间用石墨密封环密封，微波回转窑炉膛5外覆保温层10，微波回转窑炉膛 排烟系统3，一端与进料端固定连接，另一端与排烟管连接，微波回转窑炉膛5出料端装配 有测温仪11，采用独立的PID (比例-积分-微分)三段模块控温，测温热电偶采用三点组 合式测温，微波回转窑通过远程控制系统7控制。权利要求一种用于铀化学浓缩物煅烧的微波回转窑，其特征在于其包括高位料仓(1)，进料机构(2)，排烟系统(3)，微波反应腔体(4)，微波回转窑炉膛(5)，出料机构(6)，远程控制系统(7)，微波功率源(8)，水冷系统(9)，保温层(10)，测温仪(11)，高位料仓(1)置于微波反应腔体(4)进料端，其下部与进料机构(2)连接，进料机构采用螺旋方式进料，进料螺旋通过链条与调速电机相连，微波反应腔体(4)为正五面体，微波功率源(8)配置水冷系统(9)布置于微波反应腔体(4)的四周，水冷系统(9)采用铝合金环形水冷器装配在微波功率源(8)上，微波回转窑炉膛(5)两端设置有钢质夹套，央套上装配有齿轮，齿轮通过链条与调速电机连接驱动微波回转窑炉膛(5)转动，微波回转窑炉膛(5)的安装斜度为3 10度，出料机构(6)与微波回转窑炉膛(5)出料端相连接，进料机构(2)和出料机构(6)与微波回转窑炉膛(5)之间用石墨密封环密封，微波回转窑炉膛(5)外覆保温层(10)，微波回转窑炉膛排烟系统(3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于铀化学浓缩物煅烧的微波回转窑，其特征在于：其包括高位料仓（１），进料机构（２），排烟系统（３），微波反应腔体（４），微波回转窑炉膛（５），出料机构（６），远程控制系统（７），微波功率源（８），水冷系统（９），保温层（１０），测温仪（１１），高位料仓（１）置于微波反应腔体（４）进料端，其下部与进料机构（２）连接，进料机构采用螺旋方式进料，进料螺旋通过链条与调速电机相连，微波反应腔体（４）为正五面体，微波功率源（８）配置水冷系统（９）布置于微波反应腔体（４）的四周，水冷系统（９）采用铝合金环形水冷器装配在微波功率源（８）上，微波回转窑炉膛（５）两端设置有钢质夹套，央套上装配有齿轮，齿轮通过链条与调速电机连接驱动微波回转窑炉膛（５）转动，微波回转窑炉膛（５）的安装斜度为３－１０度，出料机构（６）与微波回转窑炉膛（５）出料端相连接，进料机构（２）和出料机构（６）与微波回转窑炉膛（５）之间用石墨密封环密封，微波回转窑炉膛（５）外覆保温层（１０），微波回转窑炉膛排烟系统（３）一端与进料端固定连接，另一端与排烟管连接，微波回转窑炉膛（５）出料端装配有测温仪（１１），采用独立的ＰＩＤ三段模块控温，测温热电偶采用三点组合式测温，微波回转窑通过远程控制系统（７）控制。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭金辉，刘秉国，黄代富，张利波，胡锦明，夏洪应，孔冬成，张泽彪，李春湘，郭胜惠，张世敏，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：实用新型
国别省市：53[中国|云南]