專利名稱：一種用于鈾化學濃縮物煅燒的微波回轉窯的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于鈾化學濃縮物煅燒的微波回轉窯，尤其是一種連續化、 規模化的適宜于鈾化學濃縮物煅燒的微波加熱設備。
二背景技術：
目前，眾知的鈾化學濃縮物煅燒通常采用以滾筒為代表的半動態電熱煅燒窯。其 特征是通過傳導、對流、輻射等方式使熱量從物料外部向內部傳遞。由于該設備在同一截面 上存在溫度分布不均勻，從而導致該生產方法存在周期長，能耗高，熱效率低，產品均一性 差，易發生欠燒、過燒等現象，給后續工序帶來加工困難；而且更為關鍵的是電熱窯煅燒三 碳酸鈾酰銨加工工藝時間長會導致核輻射威脅幾率增大。如專利CN1319848A提供的煅燒 三碳酸鈾酰銨制備八氧化三鈾工藝過程中，需以300-500°C /小時由室溫升至700-900°C， 同時保溫時間長達2-6小時。因此，開發一種快速、安全、低能耗的新型煅燒設備顯得極為 重要。微波作為一種綠色高效的加熱方法，可以通過在物料內部的能量耗散選擇性加熱 物料，具有加熱均勻、熱效率高、清潔無污染等常規加熱方式無法比擬的優點。然而，公知 的微波設備中，經改裝的家用微波爐屬間歇式加熱，功率密度低、重復性差，無法進行規模 化作業；對于大功率高溫微波設備，盡管國內外均開展了這方面的研究，如英國EA技術公 司建立了微波高溫燒結設備，加拿大的EMR微波技術公司建立了黃銅礦和砷黃鐵礦的微波 預處理裝置，但均存在微波場分布不均勻，設備密閉性不好等問題。如專利CN1718790A提 供的微波燒結設備，盡管能滿足四氧化三鈷的制備，但存在密閉性差，反應器內溫度場分布 單一，無法實現鈾化學濃縮物的移植性煅燒。因此，目前能夠用于煅燒鈾化學濃縮物的連續 化、規模化的高溫微波設備仍然是空白。另外，由于目前微波反應器功率源系統多采用自然 風冷或強制風冷方式冷卻，然不論是自然風冷還是強制風冷均存在冷卻效率低，冷卻效果 差，從而導致設備穩定性差、使用壽命短。綜上可知，由于缺乏安全、穩定的專用微波反應器，使微波的產業化應用范圍較 窄，對經濟的支撐作用很不明顯。因此，研發連續化、規模化的高溫微波反應器對于引領未 來微波在核能工業的發展具有重要的作用。
三、發明內容本實用新型的目的是提供一種用于鈾化學濃縮物煅燒的微波回轉窯。針對常規電 熱回轉窯存在生產周期長，能耗高，產品均一性差等弊端和現有微波設備存在的微波場分 布不均勻、設備穩定性差、使用壽命短等不足，依據鈾化學濃縮物輻射危害大、設備密閉性 要求高等特殊性，提供的這種微波回轉窯是一種適宜于鈾化學濃縮物煅燒，可實現多段控 溫的連續化、規模化的高溫微波回轉窯設備。本實用新型按以下技術方案實施，其包括高位料倉1，進料機構2，排煙系統3，微 波反應腔體4，微波回轉窯爐膛5，出料機構6，遠程控制系統7，微波功率源8，水冷系統9，
3保溫層10，測溫儀11。高位料倉1置于微波反應腔體4進料端，其下部與進料機構2連接， 進料機構采用螺旋方式進料，進料螺旋通過鏈條與調速電機相連，微波反應腔體4為正五 面體的反應腔體，微波功率源8配置水冷系統9布置于微波反應腔體4的四周，水冷系統9 采用鋁合金環形水冷器裝配在微波功率源8上，微波回轉窯爐膛5兩端設置有鋼質夾套，夾 套上裝配有齒輪，齒輪通過鏈條與調速電機連接驅動微波回轉窯爐膛5轉動，微波回轉窯 爐膛5的按裝斜度為3-10度，出料機構6與微波回轉窯爐膛5出料端相連接，進料機構2 和出料機構6與微波回轉窯爐膛5之間用石墨密封環密封，微波回轉窯爐膛5外覆保溫層 10，微波回轉窯爐膛排煙系統3，一端與進料端固定連接，另一端與排煙管連接，微波回轉窯 爐膛5出料端裝配有測溫儀11，采用獨立的PID (比例-積分-微分)三段模塊控溫，測溫 熱電偶采用三點組合式測溫，微波回轉窯通過遠程控制系統7控制。工作時將物料裝入高位料倉，開啟進出料開關，調節進料螺旋轉速，物料通過進料 螺旋連續地輸送至微波反應腔體內，待物料布滿微波回轉窯爐膛并達到一定厚度后開啟微 波加熱開關，調節微波輸出功率，使物料由室溫以一定的升溫速率分別升至預定溫度，物料 由回轉窯進料端緩慢地經過整個回轉窯爐膛，經微波處理后由出料機構排出回收，煙氣由 排煙系統排出。本實用新型的優點及積極效果(1)通過對微波反應腔的仿真優化，本微波反應腔體采用正五面體設計，使得微波 源間交叉互耦最小，腔體內微波場更均勻；(2)微波磁控管采用鋁合金環形水冷方式，提高了設備的穩定性、延長了設備的使 用壽命；(3)微波反應腔體進出料機構與爐膛之間采用石墨密封環密封，保證了爐膛的密 閉性；(4)基于微波“體加熱”特性，使物料整體均勻受熱，產品成分及粒徑均勻，生產周 期短；(5)微波反應腔體通過PLC遠程控制系統控制，避免了微波泄露可能對人體造成 的傷害。
四
圖1是本實用新型組成結構圖，圖中，1為高位料倉，2為進料機構，3為排煙系統， 4為微波反應腔體，5為微波回轉窯爐膛，6為出料機構，7為遠程控制系統，8為微波功率源， 9為水冷系統，10為保溫層，11為測溫儀。
五具體實施方式
按圖1所示的結構，其包括高位料倉1，進料機構2，排煙系統3，微波反應腔體4， 微波回轉窯爐膛5，出料機構6，遠程控制系統7，微波功率源8，水冷系統9，保溫層10，測溫 儀11。高位料倉1置于微波反應腔體4進料端，其下部與進料機構2連接，進料機構采用螺 旋方式進料，進料螺旋通過鏈條與調速電機相連，微波反應腔體4為正五面體的反應腔體， 微波功率源8配置水冷系統9布置于微波反應腔體4的四周，水冷系統9采用鋁合金環形水 冷器裝配在微波功率源8上，微波回轉窯爐膛5兩端設置有鋼質夾套，夾套上裝配有齒輪，齒輪通過鏈條與調速電機連接驅動微波回轉窯爐膛5轉動，微波回轉窯爐膛5的按裝斜度 為3-10度，出料機構6與微波回轉窯爐膛5出料端相連接，進料機構2和出料機構6與微 波回轉窯爐膛5之間用石墨密封環密封，微波回轉窯爐膛5外覆保溫層10，微波回轉窯爐膛 排煙系統3，一端與進料端固定連接，另一端與排煙管連接，微波回轉窯爐膛5出料端裝配 有測溫儀11，采用獨立的PID (比例-積分-微分)三段模塊控溫，測溫熱電偶采用三點組 合式測溫，微波回轉窯通過遠程控制系統7控制。
權利要求一種用于鈾化學濃縮物煅燒的微波回轉窯，其特征在于其包括高位料倉(1)，進料機構(2)，排煙系統(3)，微波反應腔體(4)，微波回轉窯爐膛(5)，出料機構(6)，遠程控制系統(7)，微波功率源(8)，水冷系統(9)，保溫層(10)，測溫儀(11)，高位料倉(1)置于微波反應腔體(4)進料端，其下部與進料機構(2)連接，進料機構采用螺旋方式進料，進料螺旋通過鏈條與調速電機相連，微波反應腔體(4)為正五面體，微波功率源(8)配置水冷系統(9)布置于微波反應腔體(4)的四周，水冷系統(9)采用鋁合金環形水冷器裝配在微波功率源(8)上，微波回轉窯爐膛(5)兩端設置有鋼質夾套，央套上裝配有齒輪，齒輪通過鏈條與調速電機連接驅動微波回轉窯爐膛(5)轉動，微波回轉窯爐膛(5)的安裝斜度為3 10度，出料機構(6)與微波回轉窯爐膛(5)出料端相連接，進料機構(2)和出料機構(6)與微波回轉窯爐膛(5)之間用石墨密封環密封，微波回轉窯爐膛(5)外覆保溫層(10)，微波回轉窯爐膛排煙系統(3)一端與進料端固定連接，另一端與排煙管連接，微波回轉窯爐膛(5)出料端裝配有測溫儀(11)，采用獨立的PID三段模塊控溫，測溫熱電偶采用三點組合式測溫，微波回轉窯通過遠程控制系統(7)控制。
專利摘要本實用新型涉及一種用于鈾化學濃縮物煅燒的微波回轉窯。該設備主要由高位料倉，進料機構，出料機構，微波反應腔體，微波回轉窯爐膛，測溫儀，微波功率源，水冷系統，遠程控制系統等部件組成。主要用于鈾化學濃縮物煅燒。該設備不僅克服了常規煅燒設備存在的周期長，能耗高，熱效率低，產品均一性差，易發生欠燒、過燒等問題，而且微波場分布均勻，設備穩定性強，是一種鈾化學濃縮物煅燒工藝中大型化、連續化生產的微波設備。
文檔編號C01G43/00GK201686500SQ201020136140
公開日2010年12月29日 申請日期2010年3月22日 優先權日2010年3月22日
發明者劉秉國, 夏洪應, 孔冬成, 張世敏, 張利波, 張澤彪, 彭金輝, 李春湘, 胡錦明, 郭勝惠, 黃代富 申請人:昆明理工大學