[发明专利]微波化学反应频率调配控制方法、中央处理装置及系统

说明书

本申请公开了一种微波化学反应频率调配控制方法、中央处理装置及微波化学反应系统，方法包括：根据化学反应方程式、介电函数和反应参数得到计算模型；在微波频率范围内以预设频率步长进行多物理场计算，根据计算结果得到各反应时间段的优选频率集合；从第一个反应时间段的优选频率集合中选取出性能最优的目标频率并进行作用；对于其余反应时间段，获取上一反应时间段结束时的反射功率和温度，从与当前反应时间段的优选频率集合中获取与反射功率和温度匹配的匹配频率并作用于当前反应时间段。本申请公开的上述技术方案，通过从各优选频率集合中选取出对应频率进行作用来提高微波的促进作用，以提高化学反应的效率，并降低热点和热失控出现的几率。

技术领域

本申请涉及微波化学技术领域，更具体地说，涉及一种微波化学反应频率调配控制方法、中央处理装置及微波化学反应系统。

背景技术

随着科技的快速发展，微波在化学的催化、合成、萃取、消解等领域得到了广泛应用，并由此形成了微波化学。

目前，现有的微波化学反应装置大多采用固定频率的微波对化学反应进行作用，其所形成的驻波分布也相对固定，但是，由于化学反应是随时间动态变化的，反应物和生成物的组分均会动态变化，则其对微波的吸收和反射作用也具有时变特性，因此，该固定频率的微波可能在起初有较好的促进作用，但随着反应的进行，其促进作用会降低，甚至会失去促进作用，而这则会导致化学反应的效率降低，另外，采用固定频率的微波进行作用还容易存在局部区域温度过高的问题和热失控的问题，而这不仅会对生成物的质量产生影响，甚至会导致燃烧或爆炸等安全隐患。

综上所述，如何提高化学反应的效率，并降低热点和热失控出现的几率，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种微波化学反应频率调配控制方法、中央处理装置及微波化学反应系统，用于提高化学反应的效率，并降低热点和热失控出现的几率。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种微波化学反应频率调配控制方法，包括：

根据化学反应体系的化学反应方程式、介电函数和反应参数建模得到微波促进所述化学反应体系的多物理场计算模型；

根据所述多物理场计算模型，在微波频率范围内以预设频率步长进行多物理场计算，并根据每个所述微波频率作用于所述化学反应体系的计算结果得到各反应时间段对应的优选频率集合；

从第一个反应时间段对应的优选频率集合中选取出促进性能最优的目标频率，并将所述目标频率作用于第一个反应时间段；

对于其余反应时间段，获取所述化学反应体系在当前反应时间段的上一反应时间段结束时的实测反射功率和实测温度，从与所述当前反应时间段对应的优选频率集合中获取与所述实测反射功率和所述实测温度相匹配的匹配频率，并将所述匹配频率作用于所述当前反应时间段。

优选的，在从第一个反应时间段对应的优选频率集合中选取出促进性能最优的的目标频率时，还包括：

从第一个反应时间段对应的优选频率集合中排除被当前生成物所吸收的能量最大的微波频率；

在从与当前反应时间段对应的优选频率集合中获取与所述反射功率和所述温度相匹配的匹配频率时，还包括：

从与所述当前反应时间段对应的优选频率集合中排除被当前生成物所吸收的能量最大的微波频率。

优选的，从与所述当前反应时间段对应的优选频率集合中获取与所述实测反射功率和所述实测温度相匹配的匹配频率，包括：

从预先建立的与当前反应时间段对应的优选频率集合中各微波频率与反射功率、温度之间的关系表中获取与所述实测反射功率和所述实测温度相匹配的匹配频率。