روند افزایش دمای بستر کربنی در یک سیستم تولید فلز تحت امواج مایکروویو

شرکت های داخلی تولید کننده فلزات برای تامین انرژی مورد نیاز فرآیندی با مشکلات بسیار زیادی رو به رو هستند. این شرکت ها اغلب از کوره های صنعتی گازی استفاده می کنند که علاوه بر مصرف انرژی بسیار بالا، تاثیر بسیار منفی بر محیط زیست دارند. به همین دلیل، پیشنهاد فرآیندهای مدرن برای احیای اکسید فلزات به منظور کاهش مصرف انرژی بسیار مورد توجه خواهد بود. در این پژوهش، بستر کربنی یک سیستم احیا کننده اکسیدهای فلزی جدید تحت امواج مایکروویو مدل سازی شده است. در این سیستم، بستر کربنی وظیفه گرمادهی را بر عهده داشته و امواج الکترومغناطیسی را به گرما تبدیل می کند. با توجه به اینکه گرانول های اکسیدهای فلزی در این سیستم در درون بستر کربنی قرار گرفته و بستر کربنی تقریبا تمام امواج الکترومغناطیسی را جذب می کند، از اثرات گرمایشی اکسیدهای فلزی صرف نظر شد. مقایسه نتایج حاصل از مدل سازی با داده های تجربی مرتبط با دمای بستر کربنی نشان داد که مدل مورد استفاده دارای دقت مناسبی بوده و میانگین خطا کمتر از 5 درصد است. بر اساس مدل سازی انجام شده مشخص شد که با افزایش توان مایکروویو از 1000 وات به 1200 وات میزان دمای بستر کربنی (بدون در نظر گرفتن گرانول های اکسیدهای فلزی) به اندازه 9 درصد افزایش یافت. علاوه بر این، مشخص شد که سیلیسیم کاربید به عنوان جاذب امواج مایکروویو از نظر نرخ تولید حرارت از کربن فعال مورد استفاده عملکرد بهتری داشت. همچنین، نتایج نشان داد با افزایش پارامتر قابلیت انتشار بستر کربنی میزان حداکثر دمای حاصله کاهش می یابد. همچنین، با تغییر پارامتر قابلیت انتشار از 95/0 به 65/0 میزان دمای نهایی بستر پس از 15 دقیقه 9 درصد افزایش یافت.