智能微波消解仪在污水处理中的应用 微波消解仪如何操作

实验证明，在单位体积的物质内被吸收的微波功率Pa，与电场强度E、物质的损耗角正切tgδ和频率f成正比关系。物质在微波场中吸收的微波能全部转化为热能，所以Pa即为单位时间内在单位体积物质中产生的能量。与该物质的介电常数、介电损耗相关的量，而物质的介电常数、介电损耗又与该物质当时的其它多种因素相关。

一、消解罐在腔体内摆放不均匀。

微波消解仪微波在腔体内是均匀分布的，但是微波有一定的穿透厚度，如果出现主控罐周围有两个消解罐包围的话，腔体本身有六个反射面，有两个反射面过来的微波被它周围的两个消解罐吸收了，主控罐吸收微波的功率就降低了1/3。

第二、消解罐内溶剂不一致。

因为每种酸、每种溶剂对微波的吸收效率不一样，在同样条件下，有的溶剂吸收微波的效率很高，导致在消解过程中跟主控罐温度不一致，如果高于主控罐，就会产生泻压。比如主控用的是硝酸，空白里面有一个蒸馏水，这样，蒸馏水吸收微波的效率就很高，在同样的条件下，主控可能在170度的时候，蒸馏水的温度就已经超过260度了。

第三、微波消解系统采用内置的Pt100铂电阻进行的测温控制，实时监控高达300℃的温度，温控精度：±0.5℃。性能稳定，耐用微波消解系统采用直接接触式压力测量方式，压力反映真实、准确，实时监控达900psi，控制精度：0.01MPa。

第四、国产微波消解系统同批次多同时处理10个样品。

第五、安全膜片保护压力分别为中压200psi，高压400psi。

第六、微波消解系统通过PID控制改变微波频率来调整不同的输出功率，提高电源部分的效率，减少了待机时的耗量，比传统微波炉节电20%以上。另外，变频技术的引进也减小了仪器的工作噪音。

    称取0.2克-1.0克的试样置于消解罐中，加入约2mI的水，加入适量的酸。

    通常是选用HNO3、HCI、HF、H2O2等，把罐盖好，放入炉中。

    当微波通过试样时，极性分子随微波频率快速变换取向，2450MHz的微波，分子每秒钟变换方向2.45×109次；

    分子来回转动，与周围分子相互碰撞摩擦，分子的总能量增加，使试样温度急剧上升。

    同时，试液中的带电粒子(离子、水合离子等)在交变的电磁场中；

    受电场力的作用而来回迁移运动，也会与临近分子撞击，使得试样温度升高。

    这种加热方式与传统的电炉加热方式绝然不同。

    智能型微波消解仪的特性如下

    (1)体加热。

    电炉加热时，是通过热辐射、对流与热传导传送能量，热是由外向内通过器壁传给试样；

    通过热传导的方式加热试祥。微波加热是一种直接的体加热的方式，微波可以穿入试液的内部。

    在试样的不同深度，微波所到之处同时产生热效应，这不仅使加热更快速，而且更均匀。

    大大缩短了加热的时间，比传统的加热方式既快速又效率高。如:氧化物或硫化物在微波(2450MHz、800W)作用下, 在1min内就能被加热到摄氏几百度。

    又如Mn02 1.5克在650W微波加热1min可升温到920K，可见升温的速率非常之快。

    传统的加热方式(热辐射、传导与对流)中热能的利用部分低，许多热量都发散给周围环境中；

    而微波加热直接作用到物质内部，因而提高了能量利用率。

    (2)过热现象。

    微波加热还会出现过热现象(即比沸点温度还高)。电炉加热时，热是由外向内通过器壁传导给试样；

    在器壁表面上很容易形成气泡，因此就不容易出现过热现象，温度保持在沸点上，因为气化要吸收大量的热。

    而在微波场中，其"供热"方式完全不同，能量在体系内部直接转化。

    由于体系内部缺少形成气"泡"的"核心"，因而，对一些低沸点的试剂，在密闭容器中，就很容易出现过热；

    可见，密闭溶样罐中的试剂能提供更高的温度，有利于试样的消化。

    (3)搅拌。

    由于试剂与试样的极性分子都在2450MHz电磁场中快速的随变化的电磁场变换取向，分子间互相碰撞摩擦；

    相当于试剂与试样的表面都在不断更新，试样表面不断接触新的试剂，促使试剂与试样的化学反应加速进行。

    交变的电磁场相当于高速搅拌器，每秒钟搅拌2.45×109次，提高了化学反应的速率，使得消化速度加快。

    由此综合，微波加热快、均匀、过热、不断产生新的接触表面。

    有时还能降低反应活化能，改变反应动力学状况，使得微波消解能力增强，能消解许多传统方法难以消解的样品。