量热反应器传热因子连续估计方法研究进展

反应量热是化工行业中主要热分析技术之一,可以为反应过程安全评估提供大量有效的数据。反应热(Qr)的测量过程中,反应器与夹套间传热因子(UA)的获取是一个关键步骤,目前通用的测量方法是在反应前后进行校准,但其结果不能代表反应过程中UA的动态变化。研究传热因子连续估计方法可以获得更加精确的量热数据,为反应器的开发及工艺优化提供更为安全有效的指导。对于实验室规模小型反应器,温度振荡量热法(Temperature Oscillation Calorimetry, TOC)是一种连续估计UA和Qr的有效方法,本文从研究历史、原理、参数计算、仿真研究及方法评价对TOC进行了详细总结,仿真结果阐明了该方法的先进性和适用性。对于体积较大的反应器,状态估计技术则是更为广泛使用的一类量热参数连续估计方法,文中综述了自适应量热法、级联量热法和扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter, EKF)三种状态估计技术,其中展现了EKF在不同体积反应器中连续估计UA和Qr的模拟研究结果。最后,对比分析了温度振荡量热法和状态估计技术的优缺点、适用性等相关特性。在此基础上,对反应器量热技术进行了展望。