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微波多相催化反应系统的设计研究.PDF

发布:2017-03-22约1.22万字共3页下载文档
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现代仪器 二 ○○四年·第六期 微波多相催化反应系统的设计研究 1 1 2 1 1 张晓彤  李孝国  兰立柱  桂建舟  孙兆林 ( 1 辽宁石油化工大学  石油化工学院  辽宁抚顺  113001) (2 辽宁石油化工大学  信息工程学院  辽宁抚顺  113001) 摘  要  介绍自行设计的蓝宝石单晶光纤温度传感器的微波辐射多相催化反应系统 , 由 微波辐射子系统、控制子系统、产物分析子系统三部分组成。利用蓝宝石单晶光纤温度计 测温 ,通过调整模糊 PID 控制器参数控制微波辐射输出功率实现温度的精确控制。反应 产物采用多维气相色谱进行在线全组分分析。 关键词  蓝宝石单晶光纤温度传感器  微波催化  微型固定床反应器  多维气相色谱   在线分析   近年来 ,微波辐射技术在催化化学研究领域中 控 ; 同时可变衰减器调节微波衰减的大小; 四螺钉调 的应用得以较快发展1~5 。由于微波辐射加热的特 配器用于调节微波系统的匹配。 点 ,辐射功率瞬时发生微小变化 ,将迅速引起受辐射   图 1 为该子系统的反应腔 ,分为上下两部分 ,上 物质温度大幅度变化 ,导致化学反应过程中温度难 半部分为不同型号的紧固器 ,可以与不同内径的反 6 应器相匹配 ;下半部分为主体部分 ,与反应谐振腔相 以控制 ,尤其是在微波多相催化反应领域中温度的 精确控制是急待解决的问题。引入蓝宝石单晶光纤 连接。反应腔体有冷却水装置 ,防止反应腔过热 , 同 温度传感器 ,采用模糊 PID 控制 ,通过设定模糊 PID 时控制微波发生器的电源 , 即具有停水断电功能。 参数控制微波辐射输出功率 ,提高微波多相催化过 反应腔主体上设计有两个窥视孔 ,通过窥视孔观察 程中温度控制的精度。 到腔体内进行的反应。   蓝宝石单晶光纤温度传感器的微波多相催化反 应系统 , 由微波辐射子系统、控制子系统、产物分析 子系统三部分组成。该反应系统采用蓝宝石单晶光 纤温度计传感器技术 ,利用程序控制微波辐射功率 输出达到温度的精确控制 ,反应产物采用多维气相 色谱进行在线全组分分析。 1  微波辐射子系统   该子系统由微波发生器、环形器、水负载、波导、 定向耦合器、可变衰减器、四螺钉调配器、微波反应 腔、短路活塞调节几部分组成。微波发生器为小功 率微波发生器 ,输出功率 0 ~850W 连续可调 ,工作 频率为 245GHz ; 对微波输出功率的控制有手动和 自动两档,可根据不同的目的采用不同的控制方式 ; 图 1  微波反应腔 磁控管是微波发生器的核心 ,它将直流电能转变成 2  控制子系统 微波能 ,环形器和水负载的作用是保护磁控管 ,使其 7 21  控制部分 免遭负载端产生的反射微波对它的损伤 ;波导采用 ( ) 2 211  模糊 PID 控制  模糊控制是智能控制的一 BJ - 12 型 WR - 430 ,截面为 1092 ×545mm ;微波 的入射及反射功率由定向耦合器引出信号测定或监 个重要分支 ,主要研究现实生活中广泛存在的、定性 ( ) ( ) ( ) 基金项目 : 国家自然科学基金;辽宁省科学基金 2001101068 ;辽宁省教育厅科研项目攀
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