物料热安全性测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种物料热安全性测试装置及方法，该装置包括：物料测试池，所述物料测试池内设有物料温度检测组件、物料压力传感器、气相温度传感器；耐压容器，所述耐压容器的中间设有用于安装所述物料测试池的容置腔，所述耐压容器的内侧壁与所述容置腔的外侧壁之间设有至少一层介质腔室，每层所述介质腔室内设有传热介质、加热器、加压器、介质温度传感器、介质压力传感器；控制器，用于根据所述物料实时温度、所述物料实时压力、所述气相实时温度、所述介质实时温度和所述介质实时压力调节加热器的实时加热温度和加压器的实时压力。本发明专利技术，能够使待测物料的热量分布均匀，无需搅拌，适用于不同种类的物料，提高测试准确性。提高测试准确性。提高测试准确性。

【技术实现步骤摘要】
物料热安全性测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及化工
，尤其涉及一种物料热安全性测试装置及方法。

技术介绍

[0002]随着化工技术飞速发展，化工安全显得尤为重要。在进行化工安全评价时，充分了解物质的反应特性是安全评价的基础，通过结合冷却失效模型来定量描述工艺过程中可能出现的异常工况，从而采取相应的措施来避免危害或者降低危害的严重度。因此，需要对物料在发生二次反应时的温度、压力、温升速率和压升速率等参数进行的测试，称为热安全性测试。
[0003]目前，现有的物料热安全性测试装置主要针对常规液体的热安全性测试，现有的物料热安全性测试装置在进行热安全性测试时，为了使物体的温度分布均匀，需要不断搅拌待测物料。然而，专利技术人在实现专利技术的过程中发现，现有的物料热安全性测试装置在对固体或者高粘物料(粘度不小于500cP的物料)进行热安全性测试时，无法对固体或者高粘物料进行搅拌或者搅拌不均匀，导致待测物料传热受限，引起不同部位的温度分布不均匀，影响待测物料的放热时间和速率，导致测试准确度低，现有的物料热安全性测试装置无法适用于固体或者高粘物料。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的物料热安全性测试装置无法适用于固定或者高粘物料测试、测试准确性低的不足，提供一种物料热安全性测试装置及方法。
[0005]本专利技术的技术方案提供一种物料热安全性测试装置，包括：
[0006]物料测试池，用于装放待测物料，所述物料测试池内设有用于检测所述待测物料的物料实时温度的物料温度检测组件、用于检测所述待测物料的压力的物料压力传感器、用于检测位于所述待测物料上方的气相实时温度的气相温度传感器；
[0007]耐压容器，所述耐压容器的中间设置有用于安装所述物料测试池的容置腔，所述耐压容器的内侧壁与所述容置腔的外侧壁之间设有至少一层介质腔室，每层所述介质腔室内设有传热介质、用于对所述传热介质进行加热的加热器、用于对所述传热介质进行加压的加压器、用于检测所述传热介质的介质实时温度的介质温度传感器、用于检测所述介质腔室内的介质实时压力的介质压力传感器；
[0008]控制器，用于根据所述物料实时温度、所述物料实时压力、所述气相实时温度、所述介质实时温度和所述介质实时压力调节加热器的实时加热温度和加压器的实时压力。
[0009]进一步的，所述物料测试池包括具有中空腔体的壳体和密封盖，所述壳体的顶部设有与所述中空腔体连通的物料口，所述密封盖密封所述物料口，所述壳体内设有所述物料温度检测组件、所述物料压力传感器和所述气相温度传感器。
[0010]进一步的，所述壳体的内侧壁上设有至少一层导热组件，每层所述导热组件包括多个导热片，多个所述导热片沿所述中空腔体的周向分布。
[0011]进一步的，所述物料温度检测组件包括：
[0012]物料中心温度传感器，与所述控制器通信连接，所述物料中心温度传感器位于所述物料测试池的中心，所述物料中心温度传感器用于检测所述物料测试池的中心的待测中心物料的物料中心实时温度；
[0013]物料周边温度传感器，与所述控制器通信连接，所述物料周边温度传感器用于检测距离所述待测中心物料的中心的三分之二半径外的待测周边物料的物料周边实时温度。
[0014]进一步的，所述根据所述物料实时温度、所述物料实时压力、所述气相实时温度、所述介质实时温度和所述介质实时压力调节加热器的实时加热温度和加压器的实时压力，包括：
[0015]将所述物料实时温度与预设的物料目标温度的差值作为输入，采用PID控制算法计算出目标加热温度；
[0016]根据所述目标加热温度调节所述实时加热温度。
[0017]进一步的，所述将所述物料实时温度与预设的物料目标温度的差值作为输入，采用PID控制算法计算出目标加热温度，包括：
[0018]采用以下公式计算出所述目标加热温度：
[0019][0020]其中，U(t)为所述目标加热温度；Kp为比例常数；e(t)为所述物料实时温度与所述物料目标温度的差值；Ki为积分常数；Kd为微分常数。
[0021]进一步的，所述根据所述物料实时温度、所述物料实时压力、所述气相实时温度、所述介质实时温度和所述介质实时压力调节加热器的实时加热温度和加压器的实时压力，包括：
[0022]若所述物料实时温度小于等于所述气相实时温度，将所述气相实时温度与所述物料实时温度的差值作为输入，采用PID控制算法计算出气相目标加热温度；
[0023]根据所述气相目标加热温度调节所述气相实时加热温度。
[0024]进一步的，所述根据所述物料实时温度、所述物料实时压力、所述气相实时温度、所述介质实时温度和所述介质实时压力调节加热器的实时加热温度和加压器的实时压力，包括：
[0025]若所述物料周边实时温度大于所述物料中心实时温度，在所述待测物料放热前，根据预设采样温度多次采集所述待测物料的物料中心历史温度和物料周边历史温度，根据每个所述物料中心历史温度和每个所述物料周边历史温度计算出对应的所述待测周边物料向所述待测中心物料传热的目标传热速率，根据所述目标传热速率调节所述加热器的加热速率。
[0026]进一步的，所述根据每个所述物料中心历史温度和每个所述物料周边历史温度计算出对应的所述待测周边物料向所述待测中心物料传热的目标传热速率，包括：
[0027]根据每个所述物料中心历史温度和每个所述物料周边历史温度计算出对应的历史传热速率和历史导热系数；
[0028]将所述历史传热速率、历史导热系数和预设传热速率函数进行拟合，得到所述预
设传热速率函数的固体在0℃时的热导率和温度系数；
[0029]根据所述热导率、所述温度系数和所述预设传热速率函数计算出所述目标传热速率。
[0030]进一步的，所述根据每个所述物料中心历史温度和每个所述物料周边历史温度计算出对应的历史传热速率和历史导热系数，之后还包括：
[0031]在所述物料中心历史温度升高至所述物料周边历史温度的时间内，将预设温度阈值内的所述历史传热速率设为初始历史传热速率组，并获取所述初始历史传热速率组中的最小历史传热速率；
[0032]若所述物料中心历史温度每升高所述预设采样温度，将每升高所述预设采样温度对应的所述历史传热速率替换所述最小历史传热速率，生成目标历史传热速率组；
[0033]所述将所述历史传热速率、历史导热系数和预设传热速率函数进行拟合，得到所述预设传热速率函数的固体在0℃时的热导率和温度系数，包括：
[0034]将所述目标历史传热速率组、所述历史导热系数和所述预设传热速率函数进行拟合，得到所述热导率和所述温度系数。
[0035]进一步的，所述根据所述物料实时温度、所述物料实时压力、所述气相实时温度、所述介质实时温度和所述介质实时压力调节加热器的实时加热温度和加压器的实时压力，包括：
[0036]若所述物料中心实时温度与所述物料周边实时温度相同，所述物料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物料热安全性测试装置，其特征在于，包括：物料测试池，用于装放待测物料，所述物料测试池内设有用于检测所述待测物料的实时温度的物料温度检测组件、用于检测所述待测物料的压力的物料压力传感器、用于检测位于所述待测物料上方的气相实时温度的气相温度传感器；耐压容器，所述耐压容器的中间设置有用于安装所述物料测试池的容置腔，所述耐压容器的内侧壁与所述容置腔的外侧壁之间设有至少一层介质腔室，每层所述介质腔室内设有传热介质、用于对所述传热介质进行加热的加热器、用于对所述传热介质进行加压的加压器、用于检测所述传热介质的实时温度的介质温度传感器、用于检测所述介质腔室内的介质实时压力的介质压力传感器；控制器，用于根据所述物料实时温度、所述物料实时压力、所述气相实时温度、所述介质实时温度和所述介质实时压力调节加热器的实时加热温度和加压器的实时压力。2.如权利要求1所述的物料热安全性测试装置，其特征在于，所述物料测试池包括具有中空腔体的壳体和密封盖，所述壳体的顶部设有与所述中空腔体连通的物料口，所述密封盖密封所述物料口，所述壳体内设有所述物料温度检测组件、所述物料压力传感器和所述气相温度传感器。3.如权利要求2所述的物料热安全性测试装置，其特征在于，所述壳体的内侧壁上设有至少一层导热组件，每层所述导热组件包括多个导热片，多个所述导热片沿所述中空腔体的周向分布。4.如权利要求2所述的物料热安全性测试装置，其特征在于，所述物料温度检测组件包括：物料中心温度传感器，与所述控制器通信连接，所述物料中心温度传感器位于所述物料测试池的中心，所述物料中心温度传感器用于检测所述物料测试池的中心的待测中心物料的物料中心实时温度；物料周边温度传感器，与所述控制器通信连接，所述物料周边温度传感器用于检测距离所述待测中心物料的中心的三分之二半径外的待测周边物料的物料周边实时温度。5.如权利要求4所述的物料热安全性测试装置，其特征在于，所述根据所述物料实时温度、所述物料实时压力、所述气相实时温度、所述介质实时温度和所述介质实时压力调节加热器的实时加热温度和加压器的实时压力，包括：将所述物料实时温度与预设的物料目标温度的差值作为输入，采用PID控制算法计算出目标加热温度；根据所述目标加热温度调节所述实时加热温度。6.如权利要求5所述的物料热安全性测试装置，其特征在于，所述将所述物料实时温度与预设的物料目标温度的差值作为输入，采用PID控制算法计算出目标加热温度，包括：采用以下公式计算出所述目标加热温度：其中，U(t)为所述目标加热温度；Kp为比例常数；e(t)为所述物料实时温度与所述物料目标温度的差值；Ki为积分常数；Kd为微分常数。
7.如权利要求5所述的物料热安全性测试装置，其特征在于，所述根据所述物料实时温度、所述物料实时压力、所述气相实时温度、所述介质实时温度和所述介质实时压力调节加热器的实时加热温度和加压器的实时压力，包括：若所述物料实时温度小于等于所述气相实时温度，将所述气相实时温度与所述物料实时温度的差值作为输入，采用PID控制算法计算出气相目标加热温度；根据所述气相目标加热温度调节所述气相实时加热温度。8.如权利要求5所述的物料热安全性测试装置，其特征在于，所述根据所述物料实时温度、所述物料实时压力、所述气相实时温度、所述介质实时温度和所述介质实时压力调节加热器的实时加热温度和加压器的实时压力，包括：若所述物料周边实时温度大于所述物料中心实时温度，在所述待测物料放热前，根据预设采样温度多次采集所述待测物料的物料中心历史温度和物料周边历史温度，根据每个所述物料中心历史温度和每个所述物料周边历史温度计算出对应的所述待测周边物料向所述待测中心物料传热的目标传热速率，根据所述目标传热速率调节所述加热器的加热速率。9.如权利要求8所述的物料热安全性测试装置，其特征在于，所述根据每个所述物料中心历史温度和每个所述物料周边历史温度计算出对应的所述待测周边物料向所述待测中心物料传热的目标传热速率，包括：根据每个所述物料中心历史温度和每个所述物料周边历史温度计算出对应的历史传热速率和历史导热系数；将所述历史传热速率、历史导热系数和预设传热速率函数进行拟合，得到所述预设传热速率函数的固体在0℃时的热导率和温度系数；根据所述热导率、所述温度系数和所述预设传热速率函数计算出所述目标传热速率。10.如权利要求9所述的物料热安全性测试装置，其特征在于，所述根据每个所述物料中心历史温度和每个所述物料周边历史温度计算出对应的历史传热速率和历史导热系数，之后还包括：在所述物料中心历史温度升高至所述物料周边历史温度的时间内，将预设温度阈值内的所述历史传热速率设为初始历史传热速率组，并获取所述初始历史传热速率组中的最小历史传热速率；若所述物料中心历史温度每升高所述预设采样温度，将每升高所述预设采样温度对应的所述历史传热速率替换所述最小历史传热速率，生成目标历史传热速率组；所述将所述历史传热速率、历史导热系数和预设传热速率函数进行拟合，得到所述预设传热速率函数的固体在0℃时的热导率和温度系数，包括：将所述目标历史传热速率组、所述历史导热系数和所述预设传热速率函数进行拟合，得到所述热导率和所述温度系数。11.如权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵寿典，刘志远，王凯凯，梁广荣，胡爽，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：