王海宝， 蔡纪宁， 张秋翔， 李双喜

（北京化工大学 机电工程学院，北京 100029）



微波―酸化汽爆预处理反应器结构参数优化1

王海宝， 蔡纪宁， 张秋翔， 李双喜

（北京化工大学 机电工程学院，北京 100029）

摘 要：综合木质纤维素微波预处理和酸化汽爆预处理的优点，提出了微波―酸化汽爆预处理方法及反应器。以提高微波吸收效率和电场均匀性为目标，利用HFSS电磁软件对反应器的主要结构参数进行优化。并用正交试验法在较优范围内进行优化，得出反应器的最优参数。通过样本分析对优化前后物料区域的电场进行均匀性比较。结果表明，优化后反应器的微波吸收效率达 90.5%，电场均匀性显著提高，可有效提高反应器的性能，为微波―酸化汽爆预处理反应器的研发和工业应用提供依据。

关键词：微波―酸化汽爆预处理；预处理；吸收效率；均匀性

木质纤维素的预处理问题一直是制约木糖和燃料乙醇生产的技术难题[1]。目前多用的酸化汽爆预处理方法具有节能、应用范围广、酶解效率高的优点[2]。实验室中采用微波对玉米秸秆进行预处理研究表明[3]，微波处理可以使植物纤维的孔径变大，物料的可及性大大提高，且具有热效率高、可去除部分木质素的特点。庞锋等[4]设计了蒸汽爆破―微波联合预处理设备，但设备中微波场的均匀性及吸收效率未经考虑。Poomyos Payakkawan等[5]设计出圆柱形微波反应中试系统对生物质物料进行碳化处理来制备木炭和木醋酸；Basak[6]分析了金属板和陶瓷材料对被热处理材料内部场分布和温度分布的影响；……