微波高温分解贝壳及其深加工

论文摘要

微波高温加热技术是利用微波与材料耦合加热至高温烧结、合成、熔融和热处理的工艺技术，是一门综合性很强的跨学科工业技术。处于微波场中的材料与微波耦合，吸收微波能量，转化为热能，自身加热的现象称为微波加热。微波加热应具有升温速度快、加热均匀、节能高效、绿色环保等优点。近年来，贝类的养殖和加工成为沿海和海岛经济发展的重要组成部分，渤海和黄海的贝壳年产量就要200万吨。大量的贝壳严重地污染着海岛和沿海渔村，贝壳污染已成为沿海地区亟待解决的环境问题之一。据分析，贝壳中含有90％以上的碳酸钙，此外还含有少量的Zn、P、Si、Fe等元素，但却没有得到充分利用，往往将其当作废物扔掉，不仅浪费了资源，而且废弃的贝壳往往堆积如山，对环境的污染也越来越严重。利用高效节能的微波高温加热来对贝壳进行高温分解，得到高品质的氧化钙，进而进行深加工，制成人体所必需的补钙制剂不仅带来巨大经济效益,还解决了环境污染，有较好的社会效益。通过一系列的实验得出了贝壳在微波高温加热炉内分解的工艺路线及条件，并对所得到的氧化钙的纯度与粒度进行了分析。证实了进一步将高纯的氧化钙加工成葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、丙酸钙的可行性。此外，对微波高温加热中常用的预加热体材料——碳化硅，进行了研究，通过一系列的实验研究了碳化硅在微波场中的升温特性，为微波高温加热场中预加热体的开发与使用提供了参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 微波高温加热技术的发展状况
• 1.2 贝壳利用的状况
• 1.3 课题的提出和研究内容
• 第二章 文献综述
• 2.1 微波加热技术基础
• 2.1.1 什么是微波
• 2.1.2 微波的特性
• 2.1.3 微波加热原理
• 2.1.4 微波加热的特点
• 2.2 微波加热设备基础
• 2.2.1 微波加热设备简介
• 2.2.2 微波加热器分类
• 2.3 微波与材料的相互作用
• 2.3.1 微波场中有耗介质吸收的能量
• 2.3.2 微波束照射有耗介质的情况
• 2.3.3 微波作用下介质内部温度分布
• 2.3.4 微波与非均匀固体的相互作用
• 2.4 贝壳的相关理论基础
• 2.4.1 贝壳的结构及成份
• 2.4.2 贝壳的研究概况及发展趋势
• 2.4.3 贝壳的利用
• 2.4.4 贝壳和钙矿石的微观特性分析
• 第三章 SiC 预加热体的开发
• 3.1 前言
• 3.2 试验
• 3.2.1 试件的准备
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 微波功率对 SiC 加热过程的影响
• 3.3.2 碳化硅用量对其升温速度的影响
• 3.3.3 碳化硅成型温度对其升温速度的影响
• 3.3.4 碳化硅的粒度对其升温速度的影响
• 3.3.5 碳化硅的成型压力对其升温速度的影响
• 3.4 小结
• 第四章 贝壳的微波高温分解及其深加工
• 4.1 前言
• 4.2 实验运行条件
• 4.2.1 实验所需仪器
• 4.2.2 实验所需药品
• 4.2.3 实验所用的原料
• 4.3 贝壳烧结实验方法
• 4.3.1 实验工艺流程
• 4.3.2 贝壳的预处理
• 4.3.3 贝壳的微波高温烧结
• 4.4 实验的结果与讨论
• 4.4.1 煅烧温度的选择
• 4.4.2 煅烧保温时间的选择
• 4.4.3 贝壳灰分的二次煅烧
• 4.4.4 氧化钙的产率计算
• 4.4.5 微波法制备高纯 CaO 的纯度与形貌分析
• 4.4.6 贝壳和钙矿石烧结灰分对比
• 4.5 贝壳的深加工
• 4.5.1 葡萄糖酸钙的制备
• 4.5.2 柠檬酸钙的制备
• 4.5.3 丙酸钙的制备
• 4.6 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录 A 检测报告
• 附录 B 查新报告
• 致谢