روند افزايش دماي بستر كربني در يك سيستم توليد فلز تحت امواج مايكروويو

شركت‌هاي داخلي توليد كننده فلزات براي تامين انرژي مورد نياز فرآيندي با مشكلات بسيار زيادي رو به رو هستند. اين شركت‌ها اغلب از كوره‌هاي صنعتي گازي استفاده مي‌كنند كه علاوه بر مصرف انرژي بسيار بالا، تاثير بسيار منفي بر محيط زيست دارند. به همين دليل، پيشنهاد فرآيندهاي مدرن براي احياي اكسيد فلزات به منظور كاهش مصرف انرژي بسيار مورد توجه خواهد بود. در اين پژوهش، بستر كربني يك سيستم احيا كننده اكسيدهاي فلزي جديد تحت امواج مايكروويو مدل سازي شده است. در اين سيستم، بستر كربني وظيفه گرمادهي را بر عهده داشته و امواج الكترومغناطيسي را به گرما تبديل مي‌كند. با توجه به اينكه گرانول‌هاي اكسيدهاي فلزي در اين سيستم در درون بستر كربني قرار گرفته و بستر كربني تقريبا تمام امواج الكترومغناطيسي را جذب مي‌كند، از اثرات گرمايشي اكسيدهاي فلزي صرف نظر شد. مقايسه نتايج حاصل از مدل سازي با داده‌هاي تجربي مرتبط با دماي بستر كربني نشان داد كه مدل مورد استفاده داراي دقت مناسبي بوده و ميانگين خطا كمتر از 5 درصد است. بر اساس مدل سازي انجام شده مشخص شد كه با افزايش توان مايكروويو از 1000 وات به 1200 وات ميزان دماي بستر كربني (بدون در نظر گرفتن گرانول‌هاي اكسيدهاي فلزي) به اندازه 9 درصد افزايش يافت. علاوه‌بر‌اين، مشخص شد كه سيليسيم كاربيد به عنوان جاذب امواج مايكروويو از نظر نرخ توليد حرارت از كربن فعال مورد استفاده عملكرد بهتري داشت. همچنين، نتايج نشان داد با افزايش پارامتر قابليت انتشار بستر كربني ميزان حداكثر دماي حاصله كاهش مي‌يابد. همچنين، با تغيير پارامتر قابليت انتشار از 0.95 به 0.65 ميزان دماي نهايي بستر پس از 15 دقيقه 9 درصد افزايش يافت.