固定床反應器的模型

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　　固定床反應器的機理模型是在對過程的機理進行分析的基礎上，利用物理、化學中的基本定律建立的。固定床反應裝置的模型可以分為六大類，過程特性不同，簡化程度不同，模型的復雜性也不相同。定態模型主要用于反應器設計，動力學參數擬合，以及模型篩選。然后，在模型篩選中，一些定態過程中不重要的現象可能在反應器的動態行為中非常重要。動態模型是控制研究的基礎。當然定態模型也是動態模型的一種補充。關于固定床反應器的動態模型已有不少綜述文獻，其中包括用于不同目的的55個實驗研究反應體系。而一個包括催化劑顆粒內外傳遞的詳細的反應器動態模型，其模擬計算時間可以為實時的100倍。由于這里的動態建模是為控制服務的，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，由于工業反應器中一般氣速很大，固相和氣相溫差很小，其動態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，氣相濃度的響應速度會是固相溫度響應速度的幾千倍，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格方法，但由于采樣速度的限制，控制只關心溫度響應時間尺度，因此采用濃度的擬定態假定是個很好的近似。

　　隨著技術及現代控制理論的發展，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器在某一定態下的局部動態行為，因此在固定床反應器基于模型的控制設計中大多采用線性化的動態模型。

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