[發明專利]微波化學反應頻率調配控制方法、中央處理裝置及系統

有效

• 申請號: 202010244802.2
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN111414021B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 唐正明;洪濤;張桃;朱鏵丞;黃卡瑪
• 申請（專利權）人: 西華師范大學
• 主分類號: G05D21/02
• 分類號: G05D21/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 田媛媛

本申請公開了一種微波化學反應頻率調配控制方法、中央處理裝置及微波化學反應系統，方法包括：根據化學反應方程式、介電函數和反應參數得到計算模型；在微波頻率范圍內以預設頻率步長進行多物理場計算，根據計算結果得到各反應時間段的優選頻率集合；從第一個反應時間段的優選頻率集合中選取出性能最優的目標頻率并進行作用；對于其余反應時間段，獲取上一反應時間段結束時的反射功率和溫度，從與當前反應時間段的優選頻率集合中獲取與反射功率和溫度匹配的匹配頻率并作用于當前反應時間段。本申請公開的上述技術方案，通過從各優選頻率集合中選取出對應頻率進行作用來提高微波的促進作用，以提高化學反應的效率，并降低熱點和熱失控出現的幾率。

技術領域

本申請涉及微波化學技術領域，更具體地說，涉及一種微波化學反應頻率調配控制方法、中央處理裝置及微波化學反應系統。

背景技術

隨著科技的快速發展，微波在化學的催化、合成、萃取、消解等領域得到了廣泛應用，并由此形成了微波化學。

目前，現有的微波化學反應裝置大多采用固定頻率的微波對化學反應進行作用，其所形成的駐波分布也相對固定，但是，由于化學反應是隨時間動態變化的，反應物和生成物的組分均會動態變化，則其對微波的吸收和反射作用也具有時變特性，因此，該固定頻率的微波可能在起初有較好的促進作用，但隨著反應的進行，其促進作用會降低，甚至會失去促進作用，而這則會導致化學反應的效率降低，另外，采用固定頻率的微波進行作用還容易存在局部區域溫度過高的問題和熱失控的問題，而這不僅會對生成物的質量產生影響，甚至會導致燃燒或爆炸等安全隱患。

綜上所述，如何提高化學反應的效率，并降低熱點和熱失控出現的幾率，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本申請的目的是提供一種微波化學反應頻率調配控制方法、中央處理裝置及微波化學反應系統，用于提高化學反應的效率，并降低熱點和熱失控出現的幾率。

為了實現上述目的，本申請提供如下技術方案：

一種微波化學反應頻率調配控制方法，包括：

根據化學反應體系的化學反應方程式、介電函數和反應參數建模得到微波促進所述化學反應體系的多物理場計算模型；

根據所述多物理場計算模型，在微波頻率范圍內以預設頻率步長進行多物理場計算，并根據每個所述微波頻率作用于所述化學反應體系的計算結果得到各反應時間段對應的優選頻率集合；

從第一個反應時間段對應的優選頻率集合中選取出促進性能最優的目標頻率，并將所述目標頻率作用于第一個反應時間段；

對于其余反應時間段，獲取所述化學反應體系在當前反應時間段的上一反應時間段結束時的實測反射功率和實測溫度，從與所述當前反應時間段對應的優選頻率集合中獲取與所述實測反射功率和所述實測溫度相匹配的匹配頻率，并將所述匹配頻率作用于所述當前反應時間段。

優選的，在從第一個反應時間段對應的優選頻率集合中選取出促進性能最優的的目標頻率時，還包括：

從第一個反應時間段對應的優選頻率集合中排除被當前生成物所吸收的能量最大的微波頻率；

在從與當前反應時間段對應的優選頻率集合中獲取與所述反射功率和所述溫度相匹配的匹配頻率時，還包括：

從與所述當前反應時間段對應的優選頻率集合中排除被當前生成物所吸收的能量最大的微波頻率。

優選的，從與所述當前反應時間段對應的優選頻率集合中獲取與所述實測反射功率和所述實測溫度相匹配的匹配頻率，包括：

從預先建立的與當前反應時間段對應的優選頻率集合中各微波頻率與反射功率、溫度之間的關系表中獲取與所述實測反射功率和所述實測溫度相匹配的匹配頻率。