“這種吸波發熱陶瓷材料通俗簡單介紹就是,它可以替換電爐中的電阻絲,不僅升溫快,而且抗氧化性遠遠超過傳統吸波發熱材料(如碳化硅),且制備成本低于碳化硅。”武漢理工大學材料科學與工程學院導師,王浩博士介紹,吸波發熱陶瓷課題組已經從最初的粉體中試生產,再到制備出滿足微波加熱的蜂窩陶瓷、陶瓷球和陶瓷板,直至去年完成有機廢氣熱分解處理裝置的系統開發并完善工業脫硝處理工藝。該項目理論和實踐相結合,完成前期材料制備中試和后期系統開發,產業化前期準備比較充分。
王浩向粉體圈記者科普,該“微波吸收發熱材料”在吸波理論中屬于電阻型損耗細分分類,此類吸收機制和材料的導電率有關的電阻性損耗,即導電率越大,載流子引起的宏觀電流(包括電場變化引起的電流以及磁場變化引起的渦流)越大,從而有利于電磁能轉化成為熱能。如果用數據說話,它在2.45GHz微波場下幾秒鐘內便可以迅速升溫至700℃-800℃,1-2分鐘內可以達到1000℃以上高溫。
特點與應用
除了前文提到的升溫快、理化性能穩定、成本較低等優勢,王浩提到很重要的一點,它還可以作為催化劑用于分解氮氧化物處理工業廢氣、尾氣,相比于目前常見的釩基SCR催化劑中毒和二次污染,其催化活性穩定并且綠色環保。總結而言,以吸波發熱陶瓷材料為核心,設計出不同應用領域中的加熱設備,如微波工業蒸汽發生器,微波熱風機、微波熱風烘干機、微波加熱金屬退火爐、金屬熔煉坩堝爐等,以滿足不同工業加熱領域中的應用要求。
中試項目工業應用案例分享
發明專利申請號:
1、一種微波吸收發熱蜂窩陶瓷的制備方法201811624667.1
2、一種有機廢氣高溫熱解裝置 201811624640.4
3、一種微波高溫選擇性非催化脫硝裝置201811624678.1
微波熱分解爐工業應用實例
以微波吸收發熱陶瓷為核心,設計出的有機廢氣高溫焚燒的尾氣凈化裝置,用于化工、噴涂、半導體企的尾氣處理裝置;與傳統加熱方式(電阻絲、硅碳棒)不同,這種微波加熱陶瓷器件,自身在微波下快速發熱,物理化學性能穩定,耐高溫氧化,加工成蜂窩體、陶瓷球后,可獲得最大的熱交換面積,可達到快速加熱、提高分解效率、節約能源的目的。
編后話
此次新型冠狀病毒疫情不僅對全國乃至全球造成極大影響,疫情爆發地的武漢更是幾乎停轉。但是王浩導師對于教學工作和推動課題組項目的熱情不減,筆者感受到的不僅是武漢理工科研工作者的堅持不懈,更加感受到了武漢這座城市的頑強不屈;最重要和客觀的是,以筆者對吸波發熱陶瓷膚淺的認知,能夠看到項目的巨大潛力,特撰文并籍此希冀資本方和需求方關注并更多了解它。
資料來源:武漢大學材料工程學院 王浩
粉體圈 啟東