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

1、項(xiàng)目名稱(chēng)：化工過(guò)程物質(zhì)與能量高效利用的集成優(yōu)化工過(guò)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(qián)鋒錢(qián)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(mén)：教育部教育部浙江省科技廳浙江省科技廳主要研究?jī)?nèi)容包括：(1)反應(yīng)機(jī)理與反機(jī)理與反應(yīng)動(dòng)應(yīng)動(dòng)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(dòng)應(yīng)動(dòng)力學(xué)力學(xué)模型化方法；研究非均相催化反應(yīng)機(jī)理和催化劑結(jié)焦與失活機(jī)理，通過(guò)微觀(guān)

2、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析確定反應(yīng)過(guò)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(wèn)題，建立催化劑顆粒內(nèi)部反應(yīng)與傳遞過(guò)程連續(xù)模型，預(yù)測(cè)整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的轉(zhuǎn)化率和選擇性。(2)流場(chǎng)結(jié)場(chǎng)結(jié)構(gòu)形成機(jī)制與構(gòu)形成機(jī)制與調(diào)控。控。研究流動(dòng)結(jié)構(gòu)界面結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制與特征，利用反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)流體流動(dòng)與相間接觸結(jié)構(gòu)化的手段和效應(yīng)；研究?jī)?nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)及其操作對(duì)反應(yīng)器區(qū)域和整體流體力學(xué)性能的影響，建立流動(dòng)和傳遞模型；研究?jī)?yōu)化流場(chǎng)

3、結(jié)構(gòu)和調(diào)控流體力學(xué)性能的方法和手段，強(qiáng)化傳遞。(3)反應(yīng)傳遞過(guò)傳遞過(guò)程協(xié)同機(jī)制與能效分析。同機(jī)制與能效分析。研究單元過(guò)程設(shè)備中的反應(yīng)反應(yīng)、傳遞傳遞、反應(yīng)傳遞等過(guò)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(dòng)態(tài)操作周期，以及不同機(jī)制、速率和時(shí)間尺度的失活對(duì)反應(yīng)過(guò)程效率與操作性能的影響；通過(guò)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(shí)現(xiàn)面向節(jié)能降耗的不同過(guò)程間的合理匹配。(4)復(fù)雜化工化工過(guò)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(duì)復(fù)雜化工過(guò)程，開(kāi)展過(guò)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(jì)操作參數(shù)對(duì)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(guò)程系程系統(tǒng)行為特征的多目特征的多目標(biāo)調(diào)標(biāo)調(diào)控?？亍Ｑ芯吭u(píng)價(jià)過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的穩(wěn)定性和可控性的量化指標(biāo)，定量分析比較不同設(shè)計(jì)操作參數(shù)條件下復(fù)雜化工過(guò)程的穩(wěn)定性、可控性的影響，并建立綜合考

5、慮經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和可控性的多目標(biāo)優(yōu)化模型，研究多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)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(guò)程拓?fù)涑掏負(fù)浣Y(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(guò)程拓?fù)浣Y(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?fù)浣Y(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?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其調(diào)控方法。第二個(gè)