固定床反应器的模型

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　　固定床反应器的机理模型是在对过程的机理进行分析的基础上，利用物理、化学中的基本定律建立的。固定床反应装置的模型可以分为六大类，过程特性不同，简化程度不同，模型的复杂性也不相同。定态模型主要用于反应器设计，动力学参数拟合，以及模型筛选。然后，在模型筛选中，一些定态过程中不重要的现象可能在反应器的动态行为中非常重要。动态模型是控制研究的基础。当然定态模型也是动态模型的一种补充。关于固定床反应器的动态模型已有不少综述文献，其中包括用于不同目的的55个实验研究反应体系。而一个包括催化剂颗粒内外传递的详细的反应器动态模型，其模拟计算时间可以为实时的100倍。由于这里的动态建模是为控制服务的，因此在保证模型一定精度的前提下，必须考虑简单性和实时要求。一方面，由于工业反应器中一般气速很大，固相和气相温差很小，其动态变化的耦合性亦很强，故大多采用拟均相模型。另一方面，由于气固相的极大差别，气相浓度的响应速度会是固相温度响应速度的几千倍，模型方程的刚性非常之强。虽然可以采用把过程分为两个模式的严格方法，但由于采样速度的限制，控制只关心温度响应时间尺度，因此采用浓度的拟定态假定是个很好的近似。

　　随着技术及现代控制理论的发展，同时还有大量的实验和仿真工作表明，局部线性化模型能很好地描述反应器在某一定态下的局部动态行为，因此在固定床反应器基于模型的控制设计中大多采用线性化的动态模型。

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