固定床反應(yīng)器的模型

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　　固定床反應(yīng)器的機理模型是在對過程的機理進行分析的基礎(chǔ)上，利用物理、化學(xué)中的基本定律建立的。固定床反應(yīng)裝置的模型可以分為六大類，過程特性不同，簡化程度不同，模型的復(fù)雜性也不相同。定態(tài)模型主要用于反應(yīng)器設(shè)計，動力學(xué)參數(shù)擬合，以及模型篩選。然后，在模型篩選中，一些定態(tài)過程中不重要的現(xiàn)象可能在反應(yīng)器的動態(tài)行為中非常重要。動態(tài)模型是控制研究的基礎(chǔ)。當(dāng)然定態(tài)模型也是動態(tài)模型的一種補充。關(guān)于固定床反應(yīng)器的動態(tài)模型已有不少綜述文獻，其中包括用于不同目的的55個實驗研究反應(yīng)體系。而一個包括催化劑顆粒內(nèi)外傳遞的詳細(xì)的反應(yīng)器動態(tài)模型，其模擬計算時間可以為實時的100倍。由于這里的動態(tài)建模是為控制服務(wù)的，因此在保證模型一定精度的前提下，必須考慮簡單性和實時要求。一方面，由于工業(yè)反應(yīng)器中一般氣速很大，固相和氣相溫差很小，其動態(tài)變化的耦合性亦很強，故大多采用擬均相模型。另一方面，由于氣固相的極大差別，氣相濃度的響應(yīng)速度會是固相溫度響應(yīng)速度的幾千倍，模型方程的剛性非常之強。雖然可以采用把過程分為兩個模式的嚴(yán)格方法，但由于采樣速度的限制，控制只關(guān)心溫度響應(yīng)時間尺度，因此采用濃度的擬定態(tài)假定是個很好的近似。

　　隨著技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，同時還有大量的實驗和仿真工作表明，局部線性化模型能很好地描述反應(yīng)器在某一定態(tài)下的局部動態(tài)行為，因此在固定床反應(yīng)器基于模型的控制設(shè)計中大多采用線性化的動態(tài)模型。

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