疏浚淤泥微波脱水处理研究

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1、河海大学硕士学位论文添加的辅助材料与水泥之间相互作用机理复杂，给研究带来困难，阻碍了其应用推广。尤其对于大量的疏浚淤泥的处理，这些新型固化材料并不适用。因此，疏浚淤泥的处理问题已成为制约沿海地区海岸工程建设的重要因素，同时对改善人类生活环境起到深远意义。表1．1国外疏浚承包商近年项目概览国家港口或水道工程简述大致施：f期项目总值承包商西班牙巴伦西亚港阿联酋迪拜港西班牙德国阿联酋韦尔瓦河不来梅港迪拜卡塔尔莱凡角阿根廷巴拉那河下游卜荷兰鹿特丹港港池疏浚、航道加2006年开始8000万欧元扬德诺深至．21m．及陆域吹填5∞万1l’U集装2006年开始5亿美元扬德诺箱

2、码头二期工程：修筑防波堤、码头，疏浚3000m并进行陆域回填维护性疏浚2003—2008843．9万欧元扬德诺集装箱码头四期200卜2009范奥德工程Deifa棕榈岛：目2006—2014范奥德前世界最大的陆地填筑工程，填方量为海沙10亿m3、石料0．4亿m3建设巨型ⅢG码2006—200920亿美元伯斯克莱斯头，挖方2000m3与扬德诺合石灰石、2500o包海沙，用于新码头的陆地填筑自巴拉那至拉普1995—20131．4亿欧元扬德诺、伯斯拉塔的航道疏浚克莱斯、德及维护米、美国大湖等马斯港区二期大2006年开始10亿欧元伯斯克莱斯规模扩建工程疏与范奥德联浚部分

3、盟，国际疏浚公司与扬德诺联盟等2第一章概述1．2微波加热原理及特点微波是一种波长在1mm一1m之间，频率范围介于300MHz一300GHz的电磁波∞1。图1．1给出了微波的波段范围。从图中看出，各波段范围对应的作用是不一样的，医学、照明、加热、广播、通讯等都有应用。率厂10—710。610’510。410。310五10一11101102103波长入(m)紫外线辐射可见光红外线辐射微波无线电波图1．1电磁波谱考虑到便于微波器件和设备的标准化，以及避免使用频率太多造成对雷达和微波通信的干扰。各国在使用微波加热时，对微波加热使用的频率都作了明确规定，供工业、科学及医

4、学等专用频率，我国常用工业加热微波频率为：915MHz和2450MHz。1．2．1微波加热原理微波技术在通信、广播、电视领域中得到了广泛的应用，而在非通讯领域中的应用却比较晚，在使用微波的过程中，人们发现微波会引起热效应，于是在全世界范围内开始了对微波加热技术的应用研究。1945年，美国人SpenCcr申请了微波加热技术的第一个专利n1。至今已有几十年的应用历史，在加热领域已开展了不少应用。对其加热原理也做了相关研究，但至今未能有统一的结论，下面对微波加热原理加以阐述：分子极化与旋转叩1：按照物质的电结构，可将电介质分为无极分子电介质和有极分子电介质两类。若介

5、质处于电场中，它的分子就受到外加电场作用。这样，无极分子形成位移极化(见图1．2)。有极分子形成取向极化(图1．3)。如果外电场随着时间改变方向，介质中的电偶极子也要随之改变方向。由于偶极子不是球3河海大学硕士学位论文形，它不能自由旋转，这样分子之间就发生摩擦，把电场给予的能量转变成热能，因而介质温度升高。／e、、(④)U辱笑国E(a)(b)(c)图1．2无极分子的位移极化(a)没有外电场时，无极分子显电中性；(b)外电场使无极分子位移极化；(c)偶极子沿外电场取向。图翟E避E(a)(b)(c)图1．3有极分子的取向极化(a)没有外电场时，分子若运动使分子偶极

6、子捧列紊乱；(b)外电场使分子偶极子转动；(c)大量分子偶极子趋向于外电场方向排列。可见，微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热。水是强极性分子，在微波场作用下将产生强的取向极化，与此还将产生位移极化。极化的结果将微波场的能量转化成水分子的势能，这一势能意味着将从微波场获得的能量储存起来。由于水分子转向极化运动相对于外电场的变化有一时间上的滞后，这一现象表现出的宏观效果是使水分子产生损耗。水分子是一种极性很强的偶极子，在外电场作用下，如果不是水，而是其它物质，则在相同的条件下产生的热量也就不同。一般水的极化程度大于其它物质，则在相同的条件下，水产生的热量也就

7、最大。1．2．2微波加热特点(1)加热速度快与普通方法相比，热量不必以热传导的形式从表面向物料内部传递，而是直接将能量作用于整个物料，在物料内部瞬时转化为热量，大大缩短了加热时间，而很多物料本身是热的不良导体，用普通干燥方法，加热速度缓慢。(2)均匀整体加热微波加热温度均匀，里外一致，对形状复杂且临界含水量分布不均匀的物料，4第一章概述可以进行较均匀的干燥，使干燥后物料的平衡含水量分布均匀，达到干燥要求。(3)节能高效微波加热时，被加热物料一般都是放在用金属制成的加热室内，加热室对电磁波来说是个封闭的腔体，电磁波不会外泄，微波加热设备本身不耗热，热能绝大部分都

8、会作用在物料上，热效率很高，所以节约能