2012cb720500-g化工過程物質(zhì)與能量高效利用的集成優(yōu)化基礎(chǔ)研究

1、項目名稱：化工過程物質(zhì)與能量高效利用的集成優(yōu)化工過程物質(zhì)與能量高效利用的集成優(yōu)化基礎(chǔ)研究化基礎(chǔ)研究首席科學(xué)家：錢鋒錢鋒華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)起止年限：2012.12016.82012.12016.8依托部門：教育部教育部浙江省科技廳浙江省科技廳主要研究內(nèi)容包括：(1)反應(yīng)機理與反機理與反應(yīng)動應(yīng)動力學(xué)。力學(xué)。研究多組分、具有復(fù)雜反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的熱轉(zhuǎn)化和均相催化反應(yīng)動應(yīng)動力學(xué)力學(xué)模型化方法；研究非均相催化反應(yīng)機理和催化劑結(jié)焦與失活機理，通過微觀

2、反應(yīng)動力學(xué)分析確定反應(yīng)過程控制步驟；研究催化劑多尺度孔結(jié)構(gòu)特征，建立一維、二維和三維孔結(jié)構(gòu)物理和數(shù)學(xué)模型；研究多尺度傳遞問題，建立催化劑顆粒內(nèi)部反應(yīng)與傳遞過程連續(xù)模型，預(yù)測整個反應(yīng)過程的轉(zhuǎn)化率和選擇性。(2)流場結(jié)場結(jié)構(gòu)形成機制與構(gòu)形成機制與調(diào)控?？亍Ｑ芯苛鲃咏Y(jié)構(gòu)界面結(jié)構(gòu)的形成機制與特征，利用反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件實現(xiàn)流體流動與相間接觸結(jié)構(gòu)化的手段和效應(yīng)；研究內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)及其操作對反應(yīng)器區(qū)域和整體流體力學(xué)性能的影響，建立流動和傳遞模型；研究優(yōu)化流場

3、結(jié)構(gòu)和調(diào)控流體力學(xué)性能的方法和手段，強化傳遞。(3)反應(yīng)傳遞過傳遞過程協(xié)同機制與能效分析。同機制與能效分析。研究單元過程設(shè)備中的反應(yīng)反應(yīng)、傳遞傳遞、反應(yīng)傳遞等過程的反應(yīng)傳遞速率匹配與熱集成的原理和方法；研究反應(yīng)和燒焦動態(tài)操作周期，以及不同機制、速率和時間尺度的失活對反應(yīng)過程效率與操作性能的影響；通過單元設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化和操作條件優(yōu)化，提出反應(yīng)傳遞協(xié)同增效策略，實現(xiàn)面向節(jié)能降耗的不同過程間的合理匹配。(4)復(fù)雜化工化工過程的多程的多穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)及

4、其及其穩(wěn)定性和可控性分析。定性和可控性分析。針對復(fù)雜化工過程，開展過程多穩(wěn)態(tài)解的確定與求解算法研究，提出所有穩(wěn)態(tài)解的穩(wěn)定性和可控性分析方法，揭示設(shè)計操作參數(shù)對穩(wěn)定性和可控性的影響規(guī)律，研究全參數(shù)可行域內(nèi)具有不同穩(wěn)定性和可控性的操作子區(qū)域的構(gòu)建策略。(5)過程系程系統(tǒng)行為特征的多目特征的多目標調(diào)標調(diào)控?？?。研究評價過程系統(tǒng)動態(tài)行為的穩(wěn)定性和可控性的量化指標，定量分析比較不同設(shè)計操作參數(shù)條件下復(fù)雜化工過程的穩(wěn)定性、可控性的影響，并建立綜合考

5、慮經(jīng)濟性、穩(wěn)定性和可控性的多目標優(yōu)化模型，研究多目標優(yōu)化問題非凸非劣解集的求解算法，尋求最佳的調(diào)控方案。(6)復(fù)雜化工化工過程拓撲程拓撲結(jié)構(gòu)域的構(gòu)域的穩(wěn)定性與可控性分析及其定性與可控性分析及其調(diào)控?？?。研究化工流程的穩(wěn)定性和可控性判斷方法，考察化工過程拓撲結(jié)構(gòu)與流程穩(wěn)定性和可控性的內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)建優(yōu)化流程拓撲結(jié)構(gòu)的超結(jié)構(gòu)模型，確定包括穩(wěn)定性及可控性要求在內(nèi)的約束條件，研究面向高效能質(zhì)轉(zhuǎn)化的既穩(wěn)定又可控的最優(yōu)流程拓撲結(jié)構(gòu)及其調(diào)控方法。第二個