【摘要】：氡是唯一的天然放射性氣體,氡及其子體對人類受到的天然輻射的共獻也是最大的。氡一旦進入人體內,其衰變產生的α、β射線會在肺部形成內照射,由此造成的輻射損傷可能引起肺癌,所以人類應該對環(huán)境中的氡濃度進行更為深入的研究及有效控制。對于地下工程中人員常工作的環(huán)境,由于巖體不斷地析出氡氣,局部的氡濃度可能很高,在不適合利用通風的方式來除氡的情況下,可以利用局部的連續(xù)除氡裝置除氡。活性炭是局部除氡裝置中最常見的吸附劑,因為活性炭的吸氡能力是有限的,連續(xù)除氡裝置一般采用加熱的方式解吸已經吸氡飽和的活性炭。目前國內外的降氡裝置,采用電加熱解吸活性炭,這種加熱方式存在活性炭加熱不均勻、能耗高、耗時長等缺點,而微波技術作為一種新型的加熱技術,正好體現(xiàn)了其均勻性好、能耗低和效率高的優(yōu)點。因此,本論文主要開展利用微波加熱技術對吸氡活性炭進行加熱解吸的方法和實驗研究。本文探討了吸氡活性炭微波解吸的方法,設計了吸氡活性炭微波解吸的實驗裝置,開展了利用微波對吸氡活性炭加熱的升溫特性研究,進行了不同加熱條件下活性炭的升溫和降溫對比實驗,探究了活性炭不同深度的升溫規(guī)律以及不同因素對活性炭升溫及損耗的影響,測試了微波解吸活性炭過程中的影響因素及規(guī)律,分析了微波解吸吸氡活性炭應用到工程中的可行性。實驗發(fā)現(xiàn):微波可以均勻地加熱吸氡活性炭,加熱25分鐘后,不同深度活性炭溫度變化幅度在2.7%之內;當溫度同樣到達150℃,微波需要3分鐘,而電加熱需要9分鐘,微波加熱能耗低,而且微波加熱后的降溫性能也優(yōu)于電加熱。影響活性炭升溫和損耗的五個因素分別為微波功率、氣流率、活性炭含水率、活性炭質量以及不同種類和粒徑的活性炭;微波功率越大,氣流率越小,含水率越小,活性炭質量越小,并且使用小粒徑的木質或者椰殼活性炭,導致活性炭的升溫速率越快,最高溫度越高,不過損耗率也越大;對實驗數(shù)據(jù)運用不同函數(shù)模擬活性炭的升溫特性并進行對比,發(fā)現(xiàn)活性炭在微波場中的升溫分為兩個階段,第一階段呈線性函數(shù)關系式,第二階段呈二次多項式函數(shù)關系。微波具有優(yōu)異的性能解吸吸氡活性炭:解吸氣流率一定時,微波功率較高、活性炭含水率較高且堆積密度較小時,解吸效果較好;微波解吸活性炭效果顯著,在本實驗中,得到的活性炭最大的解吸率達到97.6%;活性炭再生后損耗率低,連續(xù)五次吸附、解吸,總的損耗率為2.65%。本研究成果可為實際應用中活性炭降氡裝置中的解吸過程提供關鍵技術。
【圖文】：

3.4. 實驗準備3.2.1. 微波發(fā)生器的設計與制作根據(jù)實驗要求定制的微波發(fā)生器（內部腔體的尺寸，280 mm×190 mm×280 mm），該微波發(fā)生器具有功率在 0~1100W 連續(xù)可調的功能。頻率為 2450MHz。微波發(fā)生器配裝一個長方體中空的微波抑制器（內部腔體的尺寸，150 mm×60 mm×300 mm），可以有效抑制了微波的泄露情況，同時內部的碳床與外界可通過管子連接。如圖 3.2 所示。微波發(fā)生器上裝有陽極電流表，通過改變陽極電流表電流的大小改變微波功率的大小，其具體關系如表 3.1 所示[34]。圖 3.1 技術路線

圖 3.2 微波發(fā)生器量方法的選擇需要達到較高的溫度。由于微波具有選擇性加熱的特料，而物料外整個腔體內的環(huán)境不進行加熱，所以像通量物料溫度的方式是行不通的，必須測量物料內部中心。一般的測量溫度的儀器例如煤油溫度計、水銀溫度計不可取的，因為熱電偶由金屬的導線構成，在微波環(huán)磁場，，水銀本身也是一種吸收微波的物質，這大大增加了中上述的測量手段不可行。驗中的溫度測量方法的選擇，我們需要考慮以下幾點因收微波能量而導致測量誤差；測量的結果足夠準確；量
【學位授予單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TL81

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本文編號：2695179