微波裂解设备的设计仿真与工艺试验

设计了一款用于裂解炭化废弃农作物二次利用的农业装备,主要包含对微波裂解功率的计算、电路和关键装置的设计、磁控管的选型。设备的微波总功率最大为3.6kW、频率选用工业常用的频率2.45GHz,裂解腔的半径为150mm,高为700mm。采用HFSS对裂解腔内部的电场进行仿真,发现裂解腔内部的电场分布较为均匀,基本满足设计和试验要求,且使用电镜可以很直观地看到棉秆在每一个温度阶段表面的结构变化。以含水率、微波功率、裂解温度为试验因素,进行三因素三水平工艺性试验,可确定主次因素为含水率、微波功率、裂解温度,最优试验方案为含水率11%、功率2.1kW、裂解温度300℃。经过试验验证可知,设备满足设计要求。