1.一種連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的優(yōu)化模型包括反應(yīng)釜和優(yōu)化模型,其特征在于:所述反應(yīng)釜包括攪拌容器和攪拌機(jī),所述攪拌機(jī)位于攪拌容器上方,伸入攪拌容器內(nèi);
設(shè)定投入濃度(cf)、投入溫度(Tf)、反應(yīng)濃度隨時(shí)間變化(c(t))、反應(yīng)溫度隨時(shí)間變化(T(t))、冷卻液溫度(Tc)、恒定液體體積(V),流量(F),密度(ρ),比熱容(Cp),冷卻劑溫度(Tc),冷卻液流量(Fc)和反應(yīng)溫度(ΔH),以及一階阿倫尼烏斯方程,根據(jù)質(zhì)量和能量的平衡反應(yīng)能得出下列式子:
定義參數(shù):θ=V/F;αu=Fc/V;yf=ρCpTf/ΔH;n=EρCp/(RΔH);yc=ρCpTc/ΔH;重新定義狀態(tài):c←c/cf,T←ρCpT/ΔH
可以得到:
將上述參數(shù)在GAMS進(jìn)行編程,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為求Cmin的值的問(wèn)題,通過(guò)電腦模擬的方式,對(duì)連續(xù)攪拌反應(yīng)釜進(jìn)行優(yōu)化模擬:
求解上述Cmin的最小值,獲得連續(xù)攪拌反應(yīng)釜最優(yōu)解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的優(yōu)化模型,其特征在于:所述Cmin的求解方法為是在GAMS求解,步驟如下:
(1)輸入需要進(jìn)行攪拌反應(yīng)的參數(shù)及反應(yīng)穩(wěn)定時(shí)間閥值;
(2)GAMS建立相應(yīng)的優(yōu)化模型并對(duì)數(shù)據(jù)初選,進(jìn)行模擬;
(3)將模擬結(jié)果與反應(yīng)穩(wěn)定時(shí)間閥值進(jìn)行判斷,是否符合范圍,若否,跳至第二步,若是跳至下一步;
(4)輸出最優(yōu)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的優(yōu)化模型,其特征在于:所述攪拌容器包括筒體、夾套、冷劑泵、熱劑泵、溫度傳感器和溫度處理電路,所述夾套位于筒體外壁,溫度傳感器固定在夾套內(nèi),所述溫度處理電路與冷劑泵分別連接熱劑泵,溫度處理電路與溫度傳感器連接,所述筒體為罐形容器,鋼制材料加工制造而成,筒體內(nèi)部形成反應(yīng)室,所述筒體上端有進(jìn)料口,下端有出料口,所述夾套包裹在筒體外壁及底部,夾套與筒體之間有縫隙,形成密閉空間,所述夾套一側(cè)設(shè)有熱劑和冷劑的入口,另一側(cè)設(shè)有熱劑和冷劑的出口,所述溫度傳感器固定在筒體內(nèi)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的優(yōu)化模型,其特征在于:所述溫度傳感器固定在筒體內(nèi)壁,筒體內(nèi)裝有鋼制的溫度套管,溫度傳感器與溫度套管固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的優(yōu)化模型,其特征在于:所述溫度處理電路通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)反應(yīng)釜內(nèi)的溫度,并對(duì)對(duì)冷劑泵和熱劑泵分別控制,向夾套與筒體之間的密閉空間注入冷劑(或熱劑)并控制其單位時(shí)間的流量,進(jìn)而維持反應(yīng)釜內(nèi)溫度在合適范圍內(nèi)并保持一定時(shí)間(恒溫段)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的優(yōu)化模型,其特征在于:所述攪拌機(jī)包括攪拌器、攪拌軸、密封裝置和傳動(dòng)裝置,所述攪拌器與攪拌軸固定,攪拌軸與傳動(dòng)裝置連接,所述傳動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、連軸器及機(jī)架,所述電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)連接,對(duì)電動(dòng)機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速,所述減速機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與攪拌軸固定,所述攪拌軸與攪拌器固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的優(yōu)化模型,其特征在于:所述攪拌器為槳式。