[发明专利]一种制备六氟化钨的离心控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种制备六氟化钨的离心控制系统，所述系统包括反应器、低温收集罐、气液分离器、压缩机，所述反应器用于合成六氟化钨，所述反应器排出的气体进入所述低温收集罐，所述低温收集罐排出尾气中未被冷凝的气体通过所述气液分离器进行气液分离，液体六氟化钨再次进入所述低温收集罐，其余气体经所述压缩机增压，再输送至所述反应器内进行反应，其特征在于：

所述气液分离器包括罐体（1）、控制器（2）、搅拌桨（3）、搅拌桨驱动装置（4）、气相出口（5）、液相出口管道（6）、出口六氟化钨浓度传感器（7）、入口管道（8）、入口流量传感器（9）、入口六氟化钨浓度传感器（10）、逸散六氟化钨浓度传感器（11）、转速传感器（12）；

所述罐体（1）的顶部开设有所述气相出口（5）；

所述入口管道（8）包括彼此连通的水平部分和竖直部分，所述竖直部分位于所述罐体（1）的内部，并且该竖直部分的上端开放，上端侧壁开设有多个通孔，所述竖直部分的下端穿出所述罐体（1）的底壁，该下端内部安装所述搅拌桨（3）；

所述搅拌桨（3）与所述搅拌桨驱动装置（4）连接，所述搅拌桨驱动装置（4）用于驱动所述搅拌桨（3）旋转；所述水平部分一端与所述竖直部分的侧壁连通，另一端穿出所述罐体（1）的侧壁，与所述低温收集罐的出口连接；

所述液相出口管道（6）设置在所述罐体（1）的底部，与所述罐体（1）的侧壁连通，用于将逐步冷凝成液体的六氟化钨排出所述气液分离器；

所述出口六氟化钨浓度传感器（7）设置于所述液相出口管道（6）内部，用于检测排出所述气液分离器的液体六氟化钨的浓度；

所述入口流量传感器（9）、入口六氟化钨浓度传感器（10）均设置于所述入口管道（8）内部，分别用于检测进入所述气液分离器的液体六氟化钨的流量和浓度；

所述逸散六氟化钨浓度传感器（11）设置于所述气相出口（5）内部，用于检测逸散六氟化钨浓度；

所述转速传感器（12）设置于所述搅拌桨驱动装置（4），用于检测所述搅拌桨（3）的转速；

所述控制器（2）连接所述出口六氟化钨浓度传感器（7）、入口流量传感器（9）、入口六氟化钨浓度传感器（10）、逸散六氟化钨浓度传感器（11）、转速传感器（12），用于接收检测数据；

所述控制器（2）用于控制所述搅拌桨驱动装置(4)以调节所述搅拌桨(3)的转速;

所述控制器（2）包括平衡模型建立模块、综合优化模型建立模块、转换优化模型建立模块、最优控制条件确定模块。

2.根据权利要求1所述的一种制备六氟化钨的离心控制系统，其特征在于，所述平衡模型建立模块用于建立六氟化钨平衡模型：

；

式中，为采样时刻，V为收集六氟化钨的体积，为液相出口管道（6）处测得的出口六氟化钨浓度，为入口管道（8）处测得的流量，为入口管道（8）处测得的入口六氟化钨浓度，K为表征搅拌桨（3）旋转转速与气液分离效率的关系常数，为搅拌桨（3）的转速，为气相出口（5）处测得的逸散六氟化钨浓度。

3.根据权利要求2所述的一种制备六氟化钨的离心控制系统，其特征在于，所述综合优化模型建立模块用于基于上述六氟化钨平衡模型，将逸散六氟化钨浓度、转速作为寻优目标，建立目标函数：

；

进而建立综合优化模型：

。

4.根据权利要求2所述的一种制备六氟化钨的离心控制系统，其特征在于，所述转换优化模型建立模块用于对该综合优化模型进行转换，得到转换优化模型：

；

其中，为优化结果，为转换中间量，

；

式中，T为控制参数，且T0。

5.根据权利要求2所述的一种制备六氟化钨的离心控制系统，其特征在于，所述最优控制条件确定模块用于对转换优化模型求解，获得最优控制条件。

6.根据权利要求5所述的一种制备六氟化钨的离心控制系统，其特征在于，所述控制器（2）根据最优控制条件对气液分离器实施控制。