[发明专利]一种基于反步法的均相管式反应器温度控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于反步法的均相管式反应器温度控制方法，其特征是，包括：

获取当前时刻管式反应器管壁的各个位置的温度值，并将其转化为电压或电阻的物理量输出；

读入数据并进行处理，基于各个位置的温度值计算反步法控制器的输出，输出作用于管式反应器管壁的一端，继而控制设备进行加热或冷却，从而使管式反应器温度稳定维持在化学反应进行的设定温度；

所述反步法控制器具体为：

式中I₁(·)表示Bessel函数，u(·,t)表示在t时刻的温度分布值；

所述管式反应器反应过程中的温度分布可由下述的反应-扩散方程所建模：

u_t(x,t)＝u_xx(x,t)+λu(x,t)，

式中λ表示反应常数，u(x,t)表示化学反应进行过程中的反应器壁的温度分布函数，此量可被铂电阻温度传感器实时测出。

2.如权利要求1所述的一种基于反步法的均相管式反应器温度控制方法，其特征是，所述管式反应器的各个径向截面上，物料浓度只随轴向位置而变，不随时间而变化。

3.如权利要求1所述的一种基于反步法的均相管式反应器温度控制方法，其特征是，基于管式反应器内各轴向位置的浓度未必相等，反应速率随空间轴向位置而变化。

4.如权利要求1所述的一种基于反步法的均相管式反应器温度控制方法，其特征是，所述管式反应器反应速率随空间位置的变化将只限于轴向。

5.如权利要求1所述的一种基于反步法的均相管式反应器温度控制方法，其特征是，反步法控制器算出来的值即是施加在管式反应器一端的温度值，在一端进行制冷使得整个管式反应器温度趋于稳定并恒定于最佳反应温度值。

6.一种基于反步法的均相管式反应器温度控制系统，用于执行权利要求1所述的基于反步法的均相管式反应器温度控制方法，其特征是，包括：

温度测量装置、控制设备及执行设备；

所述温度测量装置通过接触式测量管式反应器实时温度并传输至控制设备；

所述控制设备接收实时温度数据，利用反步法控制器获得控制输出并作用至执行设备；

所述执行设备进行控制设备的输出进行加热或冷却管式反应器。

7.如权利要求6所述的一种基于反步法的均相管式反应器温度控制系统，其特征是，所述温度测量装置为缠绕在管式反应器的管壁外部的铂电阻温度传感器。

8.如权利要求6所述的一种基于反步法的均相管式反应器温度控制系统，其特征是，所述管式反应器一端设置绝热层，将其绝热；在管式反应器另一端配置有可编程式温控器，进行温度控制。