暗箱操作光催化降解反應(yīng)儀

暗箱操作光催化降解反應(yīng)儀

1.光化學(xué)反應(yīng)儀智能微電腦控制，可觀察電流和電壓實(shí)時(shí)變化

2.進(jìn)口光源控制器，內(nèi)置光源轉(zhuǎn)換器，功率連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)定性高

3. 光化學(xué)反應(yīng)儀具有分步定時(shí)功能，操作簡便

4.反應(yīng)暗箱內(nèi)壁使用防輻射材料，且?guī)в杏^察窗

5.采用內(nèi)照式光源，受光充分，燈源采用耐高壓防震材質(zhì)，經(jīng)久耐用

6.配有8（6/12可選）位磁力攪拌裝置，使樣品充分混勻受光

7.雙層耐高低溫石英冷阱，可通入冷卻水循環(huán)維持反應(yīng)溫度

8.光化學(xué)反應(yīng)儀高溫度保護(hù)系統(tǒng)，自動(dòng)斷電功能

9.機(jī)箱外部結(jié)構(gòu)設(shè)有循環(huán)水進(jìn)出口，內(nèi)部設(shè)有2個(gè)專用插座，供燈源和攪拌反應(yīng)器用

暗箱操作光催化降解反應(yīng)儀

摘要：溫度是化學(xué)反應(yīng)釜生產(chǎn)過程中對反應(yīng)過程影響Z重要的的因素之一，溫度的控制精度、系統(tǒng)響應(yīng)速度及穩(wěn)定度是衡量溫度系統(tǒng)性能指標(biāo)的關(guān)鍵因素，準(zhǔn)確地控制反應(yīng)釜內(nèi)原料在不同溫度下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)具有重要意義。先，本系統(tǒng)對反應(yīng)釜的溫度進(jìn)行分析，得出了冷劑流量對反應(yīng)釜內(nèi)溫度的傳遞函數(shù)。其次，通過單片機(jī)，利用繼電器、DS18B20溫度傳感器、LCD液晶顯示屏等設(shè)計(jì)了對反應(yīng)釜進(jìn)行加熱與降溫來實(shí)現(xiàn)反應(yīng)釜溫度控制的具體電路和實(shí)時(shí)系統(tǒng)，對實(shí)際化學(xué)反應(yīng)過程中的溫度變化進(jìn)行模擬，并利用經(jīng)典控制理論中的PID算法得到反應(yīng)時(shí)的控制，并給出了詳細(xì)的分析步驟和控制算法。Z后，通過組態(tài)軟件對整個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的模擬。
一、背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.1 問題研究背景
在化工生產(chǎn)過程中, 連續(xù)反應(yīng)釜是一種常用的、重要的反應(yīng)容器。其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜, 受到外界條件、原料純度、催化劑的類型等諸多因素的影響，所以難以建立J確的數(shù)學(xué)模型, 致使整套設(shè)備的自動(dòng)化水平較低。而且在反應(yīng)釜中進(jìn)行的反應(yīng)一般屬于放熱反應(yīng), 反應(yīng)放熱量大, 傳熱效果卻不理想, 因此反應(yīng)釜內(nèi)溫度一般具有大滯后、非線性等特征。針對反應(yīng)釜內(nèi)溫度變化的特點(diǎn), 設(shè)計(jì)良好的溫度控制系統(tǒng)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。
在我國，盡管大中城市的科學(xué)技術(shù)和工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展比較快，但是在眾多的小城市與農(nóng)村地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)不夠發(fā)達(dá)，政府扶持力度不夠，存在許多不全的小規(guī)?；どa(chǎn)項(xiàng)目，給人們的人生安全與財(cái)產(chǎn)安全帶來了yi定的威脅。所以，如何更安全的進(jìn)行化工生產(chǎn)已經(jīng)成為了政府和各種研究機(jī)構(gòu)亟待解決和完善的事。
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
目前關(guān)于反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題國內(nèi)外都有一些研究，并且已經(jīng)基本滿足了工業(yè)需求。如Shinskey 與Weinstein 提出的雙?？刂?dual-mode)，采用 bang-bang+PID 控制，其大致步驟為：過程開始時(shí)，全力加熱，直至反應(yīng)釜溫度距其設(shè)定值為t1 度，然后全力冷卻，持續(xù)TD1分鐘，此后，將夾套水溫設(shè)定值定在某個(gè)合適的中間溫度，持續(xù)TD2 分鐘，Z后，用串級PID 控制器控制夾套水溫度。如果參數(shù)選擇得當(dāng)，雙?？刂剖怯行У摹?br style="color: rgb(75, 75, 75); font-family: "Lucida Grande", "Lucida Sans Unicode", "Helvetica Neue", "Hiragino Sans GB", "Microsoft Yahei", sans-serif; white-space: normal; background-color: rgb(255, 255, 255);"/>Arthur Jutan 與 Ashok Uppal 提出將反應(yīng)熱作為一種擾動(dòng)，采用適當(dāng)?shù)姆椒ü烙?jì)出來，用前饋控制抵消；余下的部分近似為線性系統(tǒng)，可以用PID 控制。Barry 與Sandro 采用GMC 方法控制反應(yīng)釜溫度，得到了很好的仿真結(jié)果，并且進(jìn)一步考察了操作條件與過程參數(shù)變動(dòng)時(shí)被控過程的魯棒性，發(fā)現(xiàn)GMC的魯棒性明顯強(qiáng)于雙?？刂啤?br style="color: rgb(75, 75, 75); font-family: "Lucida Grande", "Lucida Sans Unicode", "Helvetica Neue", "Hiragino Sans GB", "Microsoft Yahei", sans-serif; white-space: normal; background-color: rgb(255, 255, 255);"/>為適應(yīng)化工生產(chǎn)的新特點(diǎn)，一些過程控制領(lǐng)域中的新技術(shù)正在由理論研究轉(zhuǎn)向生產(chǎn)踐，如信息綜合處理技術(shù)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、各種智能控制技術(shù)、軟計(jì)算技術(shù)和快速仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)等。過程控制采用的技術(shù)工具，由基地式儀表、氣動(dòng)單元式組合式儀表、電動(dòng)單元組合式儀表Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，發(fā)展到現(xiàn)在的可編程單回路、雙回路、三回路調(diào)節(jié)器和分散綜合控制系統(tǒng)(DCS)。當(dāng)前，傳統(tǒng)的DCS 正借助于微處理器硬軟件和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，朝著標(biāo)準(zhǔn)化、開放化和盡量采用市場通用的優(yōu)良硬、軟件的方向，逐漸地、相互融合地向開放的DCS發(fā)展。如Honeywell 的 TPS，它采用通用的軟件將企業(yè)的internet 網(wǎng)與局部控制網(wǎng)、通用控制網(wǎng)和系統(tǒng)總線連接在一起，配備各種平臺、操作站以滿足不同層次使用人員的要求。另外，Z近發(fā)展起來的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(FCS)也是一種新的開放式的分布式控制系統(tǒng)。它把封閉協(xié)議變成標(biāo)準(zhǔn)開放協(xié)議，使系統(tǒng)共有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力：在結(jié)構(gòu)上，采用了全分布式方案，把控制功能下放到現(xiàn)場，提高了系統(tǒng)靈活性和可靠性：它突破了集散型控制系統(tǒng)DCS 中采用網(wǎng)絡(luò)的缺陷。因此對于現(xiàn)場總線的工業(yè)控制系統(tǒng)研究具有重大的意義。據(jù)報(bào)道，美國猶他州鹽湖城Flying 煉油廠、孟山都化工廠、我國安慶安菱化工廠、吉林油田甲醇廠已采用FCS，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。專家估計(jì)，F(xiàn)CS 將在石化行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。
二、化學(xué)反應(yīng)釜的過程分析

所謂過程系統(tǒng)是指研究一類以物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程。為了進(jìn)一步改善工藝操作，提高自動(dòng)化水平，優(yōu)化生產(chǎn)過程，加強(qiáng)生產(chǎn)上的管理，需要研究這類過程的描述、設(shè)計(jì)、模擬、仿真、控制和管理，Z終能夠顯著地增加經(jīng)濟(jì)效益。在了解和掌握了工藝流程和生產(chǎn)過程動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，需要根據(jù)生產(chǎn)對控制提出要求。而過程控制就是應(yīng)用控制理論，對生產(chǎn)過程進(jìn)行綜合分析并設(shè)計(jì)出包括被控對象、調(diào)節(jié)器、檢測裝置和執(zhí)行器在內(nèi)的過程控制系統(tǒng)，Z后采用合適的技術(shù)手段加以實(shí)現(xiàn)
2.1反應(yīng)釜的基本結(jié)構(gòu) 化學(xué)反應(yīng)釜有間歇式和連續(xù)式兩種。間歇式反應(yīng)釜通常用于液相反應(yīng)，而連續(xù)式反應(yīng)釜通常用于均相和非均相的液相反應(yīng)。
反應(yīng)釜由攪拌容器和攪拌機(jī)兩部分組成，攪拌容器包括筒體、換熱元件級內(nèi)構(gòu)件；攪拌機(jī)由攪拌器、攪拌軸及其密封裝置、傳動(dòng)裝置等組成。
筒體為一個(gè)鋼罐形容器，可以在罐內(nèi)裝入物料，使物料在其內(nèi)部進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。為了維持反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)溫度，需要設(shè)置換熱元件。常用的換熱元件為夾套，它包圍在筒體的外部，其與容器外壁形成密閉的空間。在此空間通入冷卻或加熱介質(zhì)，通過夾套內(nèi)壁傳熱，可冷卻或加熱容器內(nèi)的物料。為了測量釜內(nèi)的溫度，在罐內(nèi)裝有鋼制的溫度計(jì)套管，可將溫度計(jì)或溫度傳感器放入其中。為了滿足工藝的需求還可以外接附件裝置。

光化學(xué)反應(yīng)儀主要用于研究氣相或液相介質(zhì)、固定或流動(dòng)體系、紫外光或模擬可見光照、以及反應(yīng)容器是否負(fù)載TiO2光催化劑等條件下的光化學(xué)反應(yīng)。具有提供分析反應(yīng)產(chǎn)物和自由基的樣品，測定反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)，測定量子產(chǎn)率等功能，廣泛應(yīng)用化學(xué)合成、環(huán)境保護(hù)以及生命科學(xué)等研究領(lǐng)域
光化學(xué)、干膜、曝光及顯影制程術(shù)語手冊1、Absorption 領(lǐng)受，吸入
指被領(lǐng)受物會(huì)進(jìn)入主體的內(nèi)部，是一種化學(xué)式的吸入步履。如光化反映中的光能領(lǐng)受，或板材與綠漆對溶劑的吸入等。還有一近似詞 Adsorption 則是指吸附而言，只附著在主體的概略，是一種物理式的親和吸附。
2、Actinic Light(or Intensity，or Radiation) 有用光
指用以完成光化反映各類光線中，其Z有用波長規(guī)模的光而言。例如在360～420 nm 波長規(guī)模的光，對偶氮棕片、淺顯吵嘴底片及重鉻酸鹽感光膜等，其等反映均Z快Z且功用Z大，謂之有用光。
3、Acutance 解像尖銳度
是指各類由感光編制所取得的圖像，其線條邊緣的尖銳景象抽象 (Sharpness)，此與解像度 Resolution 不合。后者是指在必定寬度距離中，可以了了的顯像(Develope)解出若干良多多少組“線對”而言(Line Pair，系指一條線路及一個(gè)空間的組合)，普簡易稱只說解出機(jī)條“線”而已。
4、Adhesion Promotor 附出力增進(jìn)劑
多指干膜中所添加的某些化學(xué)品，能促使其與銅面發(fā)生“化學(xué)鍵”，而增進(jìn)其與底材間之附出力者皆謂之。
5、Binder 粘結(jié)劑
各類積層板中的接著樹脂部份，或干膜之阻劑中，所添加用以“成形”而不致太“散”的接著及組成劑類。
6、Blur Edge(Circle)恍惚邊帶，恍惚邊圈
多層板各內(nèi)層孔環(huán)與孔位之間在做瞄準(zhǔn)度搜檢時(shí)，可把持 X光透視法為之。由于X光之光源與其機(jī)組均非平行光之機(jī)關(guān)，故所得圓墊(Pad)之減少回憶，其邊緣之解像其實(shí)不明銳了了，稱為 Blur Edge。
7、Break Point 出像點(diǎn)，顯像點(diǎn)
指制程中已有干膜貼附的“在制板”，于自動(dòng)保送線顯像室上下噴液中遏制顯像時(shí)，抵達(dá)其完成沖洗而閃現(xiàn)出了了圖形的“旅程點(diǎn)”，謂之“Break Point”。所經(jīng)歷過的沖洗旅程，以占顯像室長度的 50~75% 之間為好，如斯可以使剩下旅途中的清水沖洗，更能增強(qiáng)斷根殘膜的成果。
8、Carbon Arc Lamp 碳弧燈
晚期電路板底片的翻制或版膜的分娩時(shí)，為其曝光所用的光源之一，是在中心迫近的碳精棒之間，施加高電壓而發(fā)生弧光的拆卸。