微波活性炭再生技術(shù)介紹

1、微波活性炭再生介紹微波活性炭再生介紹1一、概述一、概述本章將專門介紹微波在非通信領(lǐng)域中的應(yīng)用。所謂非通信領(lǐng)域，指的是僅僅利用微波功率和能量與物質(zhì)的相互作用，使該物質(zhì)產(chǎn)生物理或狀態(tài)上的變化，如加熱、脫水、干燥、發(fā)泡、膨化、煮白、固色、燒結(jié)、焊接、焙燒、熔融、改性、沉積、燒蝕、殺菌、消毒、冶煉、脫蠟、硫化、脫硫、萃取、消解……技術(shù)領(lǐng)域，即利用微波功率在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、高新科技領(lǐng)域、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)等方面的非常廣泛的應(yīng)用。在本章中將不涉及

2、信息的交換、存儲(chǔ)、傳輸或傳播、信息的轉(zhuǎn)換等有關(guān)內(nèi)容，因此純粹是一種微波功率的應(yīng)用。由于電磁波頻譜資源的有限性，20世紀(jì)初人類發(fā)明了真空二極管和三極管后，從20～30年代開始，人們利用電磁波相繼發(fā)明了無線電通信、無線電廣播、電視、雷達(dá)、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)等，這些發(fā)明給人們的物質(zhì)文明和精神生活帶來了巨大的變化。20世紀(jì)是無線電電子學(xué)蓬勃發(fā)展的黃金時(shí)代，前半葉是真空電子學(xué)和電子管時(shí)代，后半葉則是半導(dǎo)體和集成電路迅速發(fā)展的微電子時(shí)代。最

3、后20年中，微機(jī)和光通信技術(shù)的興起，形成了兩個(gè)極具規(guī)模的龐大產(chǎn)業(yè)。從此，個(gè)人電腦和移動(dòng)通信進(jìn)入了空前高速發(fā)展的新時(shí)期。為了使這些應(yīng)用互不干擾，“世界無線電大會(huì)”（一個(gè)國際性組織）對(duì)每一種無線電應(yīng)用技術(shù)所使用的電磁波的頻率都規(guī)定了具體的范圍，不得超越。對(duì)于微波在非通信領(lǐng)域中的應(yīng)用，1966年在加拿大成立的“國際微波功率協(xié)會(huì)”規(guī)定了工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療（ISM）可使用的頻率。1979年，世界無線電大會(huì)正式公布了這一國際標(biāo)準(zhǔn)，詳見表41。表41工

4、業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療（ISM）使用的頻率目前世界上普遍采用其中的915MHz和2450MHz兩個(gè)主要頻率標(biāo)準(zhǔn)，我國也是如此；只有英國采用896MHz，俄羅斯及東歐一些國家則采用2375MHz的頻率?；叵胍幌率澜缟系谝慌_(tái)微波爐不正是使用915MHz和2450MHz這兩個(gè)工作頻率嗎？也許IMPI正是考慮到這個(gè)歷史事實(shí)，才制定了上述國際標(biāo)準(zhǔn)。由于移動(dòng)通信的飛越發(fā)展，波段擁擠，不得不向上述兩個(gè)廣泛使用的民用頻率標(biāo)準(zhǔn)靠近，再加上藍(lán)牙技術(shù)的需要，915M

5、Hz和2450MHz兩個(gè)波段正受到愈來愈大的挑戰(zhàn)，今后會(huì)產(chǎn)生什么情況，目前還難以預(yù)測！3）第三種極化稱為“偶極子極化”，它是一種只在極性電介質(zhì)中才會(huì)有的極化現(xiàn)象。在無外電場作用下，這類材料中分子本身正負(fù)電荷分離，并且具有一定大小的偶電矩，只不過這時(shí)由于偶極子雜亂無章隨機(jī)地分布著，如圖41所示。這樣就導(dǎo)致了這些本身具有偶電矩的偶極子從宏觀角度看仍然呈現(xiàn)中性狀態(tài)，是一種不帶任何電性的材料。然而在外電場作用下，這些微觀具有電性的偶極子卻受到外

6、電場力的作用，迫使其順著電場方向整齊地排列起來。這樣不僅從微觀角度出發(fā)，還是從宏觀角度出發(fā)，都會(huì)發(fā)現(xiàn)材料具有極強(qiáng)的極性。由于這種極化過程是由偶極子轉(zhuǎn)向產(chǎn)生的，因此又稱這種極化為“轉(zhuǎn)向極化”或叫做“偶極子極化”。此極化建立或消除時(shí)間約在1012～106s之間，正好處在微波波段的周期之內(nèi)。由此可見，在高頻和微波波段，材料的轉(zhuǎn)向極化是該波段內(nèi)的主要極化形式，是最為關(guān)注的。圖41無外場時(shí)的偶極子分布下面再來討論一下在交變電場作用下，上述這些極化

7、又是如何建立和消除的呢？任何極化都需要一定的時(shí)間，從上述敘述中已經(jīng)看到，電子極化和原子極化所需的時(shí)間都是非常短促的，都相當(dāng)于從紅外線到可見光的頻率范圍；但偶極子轉(zhuǎn)向時(shí)間相對(duì)較長，正好處于高頻和微波的頻率范圍內(nèi)，當(dāng)這些波段的交變電場忽正忽負(fù)忽大忽小地變化時(shí)，分子中的偶極子就要跟隨外電場的變化而變化，如圖42所示。圖42存在交變場時(shí)偶極子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)也就是說，在這種外電場作用下，分子中的偶極子開始旋轉(zhuǎn)起來，力圖適應(yīng)外電場的這種變化，但由于排列