[发明专利]控制搅拌反应器中的局部流体年龄

权利要求书

1.一种确定连续搅拌罐式反应器的入口位置的方法，包括：

1）制备与所述反应器可比较的透明模型，包括搅拌器设计和多个备用入口，具有至少一个平面的外表面；

2）用具有选择用以产生所需雷诺数的粘度的测试流体填充反应器，该流体含有均匀浓度的在已知波长的入射光下发荧光的示踪染料；

3）使用选定的入口使六倍反应器体积的不含染料的测试流体流入并通过反应器，其中搅拌器以恒定速度运行，以提供恒定的雷诺数，从而引起反应器中的示踪染料浓度的阶跃变化；

4）当染料在被冲洗出反应器时和在混合期间，使所述反应器内容物经受通过反应器的平面表面的激光平面，其波长使染料在与激光的波长不同的波长下发荧光；

5）拍下从反应器通过过滤器的荧光的数字图像，所述过滤器用以过滤掉与叶轮的旋转速率同步的速率下的入射激光，使得叶片在所有图像中同步；

6）计算每个图像的每个像素中的归一化染料浓度；

7）在时间上对所有图像上的每个像素中的归一化浓度进行积分，以计算每个像素的平均局部流体年龄；

8）计算局部年龄的标准偏差和平均值和变异系数并存储数据；

9）对于反应器的不同入口，迭代地重复步骤1）至8）；

10）比较所存储的数据以确定提供以下的一个，两个或更多个的入口：

i）归一化染料浓度为0.5至1.3；

ii）变异系数为0.01至0.1；和

iii）反应器内容物的平均年龄的最小标准偏差，和

11）选择提供来自步骤8）的最佳值的输入端口。

2.一种确定连续搅拌罐式反应器的搅拌器的方法，包括：

1）制备与所述反应器可比较的透明模型，包括搅拌器设计和多个备用入口，具有至少一个平面的外表面；

2）用具有选择用以产生所需雷诺数的粘度的测试流体填充反应器，该流体含有均匀浓度的在已知波长的入射光下发荧光的示踪染料；

3）使用选定的入口使六倍反应器体积的不含染料的测试流体流入并通过反应器，并且搅拌器以恒定速度运行，以提供恒定的雷诺数，从而引起反应器中的示踪染料浓度的阶跃变化；

4）当染料在被冲洗出反应器时和在混合期间，使所述反应器内容物经受通过反应器的平面表面的激光平面，其波长使染料在与激光的波长不同的波长下发荧光；

5）拍下从反应器通过过滤器的荧光的数字图像，所述过滤器用以过滤掉与叶轮的旋转速率同步的速率下的入射激光，使得叶片在所有图像中同步；

6）计算每个图像的每个像素中的归一化染料浓度；

7）在时间上对所有图像上的每个像素中的归一化浓度进行积分，以计算每个像素的平均局部流体年龄；

8）计算局部年龄的标准偏差和平均值和变异系数并存储数据；

9）对于不同的反应器搅拌器，迭代地重复步骤1）至8）；

10）比较所存储的数据以确定提供以下的一个，两个或更多个的入口：

i）归一化染料浓度为0.5至1.3；

ii）变异系数为0.01至0.1；和

iii）反应器内容物的平均年龄的最小标准偏差，和

11）选择提供来自步骤8）的最佳值的搅拌器。