1.项目背景 化学反应器与精馏装置是石化生产过程中使用最为广泛的设备，也是最主要的耗能单元，反应器与精馏塔运行的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。反应与分离强化过程通常由多个单元耦合联接而成，其不仅涉及反应与分离能力的协同机制、多单元组合与系统整体运行效能的关系，而且强化过程具有强非线性、大滞后和多变量耦合特性，以及经济、环境与安全等不确定性因素的干扰，都对强化过程的平稳操作、协同调控与分级优化带来诸多的挑战。 采用反应与精馏强化技术，通过传质与传热的强化、物质流与能量流相互耦合，使强化过程具有大幅度提高反应转化率或选择性，降低生产能耗和污染物排放等优越性。然而这种集成优势只有在反应能力与分离能力动态协同作用条件下才能被充分发挥，而且强化过程具有多稳态、强非线性和多变量强耦合特性，这些都对强化过程的自动控制与优化理论提出了新的挑战。 采用传统控制模式，当系统受到干扰时，很容易引起反应与分离能力动态失调和工况发生大范围波动与偏移，造成产品质量不合格和能耗增加等控制难题。因此，在传统控制模式的基础上，探索反应与精馏强化过程的动态协同调控方法与动态优化理论，对解决集成装置的平稳操作与自动控制难题，切实提高系统运行品质，有效降低装置生产能耗和污染物排放方面具有重要意义 2.项目技术原理 南京工业大学绿色化工研究所，经过多年研究发明了不同工况反应与蒸馏集成技术，可根据不同体系的特殊要求，实现不同工况反应与精馏的最佳匹配，解决了反应与蒸馏操作条件必须一致等问题。本项目在对强化过程机理模型、经济稳态优化和动态特性分析的前期研究基础上，研究反应能力与精馏能力的动态协同调控新方法和强化过程的分级优化理论，提出反应与精馏强化过程一体化设计思想，对传统多单元生产过程具有很好的借鉴作用。项目针对反应与精馏过程自动控制系统设计与性能优化调节方面主要开展以下技术： （1）反应与精馏强化过程多变量自动控制方案的设计与性能分析 在对反应与精馏过程机理建模、经济稳态优化设计和动态特性分析基础上，采用稳态增益矩阵和奇异值分析方法，合理选择过程被控变量和操作变量配对模式，运用传统控制策略设计反应精馏强化过程多变量自动控制方案，采用ASPEN PLUS流程模拟软件和ASPEN DYNAMIC模块进行控制方案的动态模拟测试，并根据实际工艺扰动情况，通过在动态流程模拟系统上分别加入不同幅度和方向的多种扰动和改变系统设定值，评价传统控制模式闭环系统性能，在此基础上，改进自动控制方案设计，确保设计的自动控制方案在实际应用中能够维持平稳有效运行。 （2）生产负荷自动调节和优化技术原理 反应与精馏过程的生产负荷经常随着市场需求的变化进行调整，负荷的变化将可能引起系统工况的波动，产品质量下降，能耗增加等问题，甚至造成系统不稳定而被迫停机。本项目采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制与传统控制相融合方法，实现反应与分离能力动态协同调控；本项目在多变量基础控制系统上，在关键控制回路增加设定值智能调节模块和多变量协调预测控制模块，分别采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制（Error tolerant DMC）与传统控制相融合方法，实现反应能力与分离能力动态协同调控，使系统获得了良好的跟踪性能和鲁棒性。解决传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调，导致产品质量不合格、能耗和污染物排放增加等控制问题。在多变量协调预测控制模块设计中，对于反应器出口成分和产品质量等不可在线测量的关键变量，采用机理模型和经验模型建立产品成分软测量模型，实现对产品成分、反应转化率等不可测被控变量的在线估计。 （3）反应与精馏强化过程的系统性能优化技术 在经济稳态优化设计前期研究基础上，开展多目标多约束动态优化与多变量跟踪控制相结合的分级优化理论研究。在上层多目标多约束的动态优化设计中，是以能耗和操作成本最小为优化目标，以质量、尾气/废液排放和过程动态模型等为约束条件，采用多目标优化算法对强化过程的关键操作参数进行动态优化计算，给出工况最优调节方案。根据多目标动态优化给出的关键参数设定值最优调节方案，采用设定值多步长滚动优化给出多变量预测控制的参考轨迹，通过多变量协调预测控制和基础控制回路的跟踪调节，使系统输出快速跟踪设定值的最佳操作值，实现工况优化与平滑调节，确保系统维持高品质运行特性，从源头降低工况大范围波动和事故发生的概率。 3.关键技术路线 项目针对反应与精馏过程，融合了化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术，采取理论研究、模拟实验和工业应用相结合的技术路线，如下图所示。项目分别开展反应精馏过程的多变量基础控制系统设计、反应与分离能力动态协同调控新方法、强化过程分级优化理论研究，并将项目成果融合，开展不同工况反应与精馏强化过程的一体化工程设计，研制一套流程模拟综合实验平台，进行模拟验证和工程应用研究。 4.项目技术特色和创新性 （1）针对反应与精馏强化过程，在传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调和工况偏移，导致集成优势难以充分发挥工程问题，项目提出将设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制、多目标多约束动态优化与传统基础控制相融合的动态协同调控新方法与分级优化理论，在反应与分离动态协同作用下实现工况的优化与平滑调节，确保系统维持高品质运行特性。 （2）项目沿着学科交叉与融合方向，将化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术相结合，提出不同工况反应与精馏强化过程流程模拟、控制系统设计与集成优化理论相结合的一体化工程设计思想，并在常压反应与减压精馏集成的甲苯氯化反应精馏工业装置上进行工程应用研究，解决装置自动控制与平稳操作等实际控制问题，发挥强化过程高转化率/高选择性、低能耗的集成优势。

高速公路、城市高架等桥梁、地铁隧道、大坝、房屋建筑等混凝土结构或钢结构在施工或长期运营期间会出现裂纹或其他缺陷，进而带来很大的安全隐患。针对此情况，提出了混凝土、钢结构表观损伤远程非接触测量理论，研发出结构表观损伤的非接触检测仪与分布式监测系统。已经在国内外数十座桥梁、隧道与建筑上得到应用。

项目打破了自工业革命以来欧美人创建的传统纺纱工艺理论，提出了具有革命性和划时代意义的多轴联动数控彩色纺纱工艺理论与柔性数字化加工技术。 发明了8轴联控的三通道数控纺纱系统，研制了世界首台柔性数字化彩色纺纱机，带领纺纱技术由灰色纺纱时代进入彩色纺纱时代。 发明了数控多通道纺纱方法，提出了基于非对称牵伸、非对称加捻、非对称超喂等手段在线调控成纱形态、色彩及结构的新机理，实现了多品种纱线的一体化连续加工； 发明了网格化多基色彩纤高维度混色模型及高维度混色色谱可视化理论，为实现彩色纺纱提供了理论支撑； 发明了全色谱彩色纱、全色谱渐变纱和段彩纱、全色谱段彩竹节纱的数字化设计及纺纱加工方法，实现柔性数字化彩色纺纱。 先进纺织机械生产国高度重视纺织机械智能化，从三个层面创新纺纱智能化技术，一是基于网络传输和资源信息化的车间管理智能化；二是基于物流自动输送的纺纱工序连续化，三是基于多电机协同驱动实现纺纱加工的柔性数字化。本项目发明了柔性数字化彩色纺纱技术，研制了世界首台多通道数控彩色纺纱机，构建了完整的知识产权体系，属于国际首创。

通过转变黄酒等传统发酵食品生产方式，创制优质高效、绿色环保、智能化的生产技术与装备，是“新常态”下黄酒持续发展的必由之路。在国家项目的支持下，毛健教授团队创新性地对黄酒生产关键技术进行绿色、智能化改造，显著提高了黄酒生产的自动化水平，成功发明了黄酒绿色、安全、智能酿造新技术体系，并实现了工业应用，产品保持了传统黄酒风味特色，有效助推黄酒行业的“供给侧”改革，实现黄酒产业技术转型升级。 创新要点 攻克生麦曲质量严重依赖气候条件的技术难题，创新生麦曲生产环境智能模拟技术，创制高效、不受季节限制的生麦曲自动化“流水线式”生产装备。解决陈化过程劳动强度高、不受监控的生产问题，加速优良风味形成，攻克陈化过程酒液难澄清、无法监控的技术难题。创新酸化发酵技术，减除浸米工艺。项目在黄酒酿造关键技术的理论研究、技术创新及工程应用方面具有原创性和实用性，项目已获授权主要知识产权 21 项，形成了涵盖全产业链的知识体系。 

项目组系统研究了拉舍尔花边生产的关键技术，研制了具有自主知识产权、替代进口的高效花边生产系列装备，研发了功能强大、替代进口的花边设计仿真系统，建立了系统全面的花边设计理论，开发了多品种系列化的高端原创花边面料，形成了拉舍尔花边快速设计和高效生产的产业模式。 关键技术 （1）拉舍尔花边生产装备的高速化技术：构建了拉舍尔花边梳栉横移动运动、成圈运动、送经运动和牵拉运动的力学模型，采用高速运动控制技术、有限元分析和轻量化设计技术、多轴联动和分频技术等，研发了基于高动态响应的拉舍尔花边装备集成控制系统，实现了电脑花边装备的高速化。 （2）拉舍尔花边生产装备的复合提花技术：设计了多连杆凸轮组合压纱板运动曲线，建立了压电陶瓷贾卡选针和偏移模型，研制了压纱与衬纬复合、贾卡提花和多梳提花复合、剪线提花和多梳提花复合的系列化高端拉舍尔花边生产装备。 （3）拉舍尔花边设计系统的仿真与三维展示技术：建立了拉舍尔花边仿真的几何模型、力学模型和纹理模型，实现了对花边的真实感模拟，采用三维建模技术和 Web3D 技术，实现了花边的三维虚拟展示。 （4）拉舍尔花边设计理论的建立与应用：研究了拉舍尔花边图案构成方法、设计元素、设计风格，创立了花边风格分类方法，创新性的将金属丝、竹炭丝、羊毛纱、花式纱等用于花边设计，提出花边定位设计的理念，带动了国内花边产业的原创设计。 知识产权及项目获奖情况 论文 7 篇，专利一篇 项目成熟度 批量生产阶段 投资期望及应用情况 项目累积新增产值约 30 亿元，新增利润 6.7 亿元，新增税收 2.1 亿元。项目研究成果为拉舍尔花边生产的高速化和智能化提供了解决方案，增强了企业产品创新能力，推动了产业升级与技术进步。项目成果通过两种形式推广应用，一是应用装备生产关键技术，与机械制造企业联合开发高速化的系列拉舍尔花边整机装备，二是应用设计系统和设计理论，与花边生产企业联合开发高端花边产品。2012 年以来，已与江苏润源联合开发并推广高速化的拉舍尔花边整机装备 500 余套，与国内主要花边生产企业联合开发高端花边产品 420 余款，向中国大陆和台湾、美国、西班牙、日本等 11 个国家和地区推广花边设计系统 350 余套。 

本项目的技术原理是通过系统掌握我国猪链球菌病流行及病原分子流行规律，从应用基础和应用的角度开展防控技术研究，实现疫苗和诊断试剂的产业化，为预防控制猪链球菌病的提供系列有效工具。 本研究通过系统的研究确定了我国猪链球菌病的主要病原及其致病特点和分子特征，并开发了适合不同养殖场使用的六种新型猪链球菌疫苗，具有安全、动物免疫后应激小、保护效力高的特点，是目前我国猪链球菌的防控提供重要的工具。同时研制了检测抗体水平的ELISA试剂盒，填补了我国该类产品的空白，可对抗体水平进行准确评价。研制的鉴别猪链球菌感染的试剂盒，可有效区分感染动物或疫苗动物，为清除带菌动物以及该病的控制和进化提供重要工具。 本研究是在系统掌握我国猪链球菌病流行及病原分子流行规律、以及致病和免疫机制研究的基础上，针对性开展猪链球菌病疫苗和诊断试剂研究。研制的灭活疫苗抗原针对性强、代表性好，同时对培养工艺进行了突破，从而在降低了成本的同时进一步提高其免疫效力。

综合考虑整车动力传动系统中各部件对整车能耗经济性的影响因素及耦合 关系，建立精确的动力传动系统动态数学模型，优化各子系统的设计参数与控 制参数，进行动力传动系统仿真分析；综合考虑整车零部件传声特性、材料传 声特征、声音在不同介质间变化特性等因素，建立整车声品质分析模型，进行整 车声品质仿真分析。 针对不同动力传动系统特征的整车，建立动力传动系统能量分布图，进行 整车能耗综合试验测试分析，提出动力传动系统设计参数与控制参数的优化设 计手段；建立整车声品质试验测试分析平台，进行模拟整车现场声品质试验测试 分析，掌握声音在零部件间的传递路径，提出声品质与整车及零部件设计参数的 关联规律。 突破节能环保、安全可靠、智能舒适等整车核心关键技术，提升长安自主品 牌汽车整车品质，百公里油耗平均降低至5.6升，车内噪声降至40分贝， 支撑长安逸动轿车系列和SUV系列处于国内领先，性能达到同级别车型国际先 进水平。

随着国家环保标准的日益提高和监管力度的不断加大，脱硫废水的清洁高效 处理问题越来越受到重视。随着国家《节约能源法》、新版《环境保护法》、“水 污染防治行动计划”（“水十条”）和相应的用水、排水收费政策的颁布，以及《电 力工业“十一五”节水规划》、《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020 年）》等规定的逐步实施，以及《火电厂污染防治技术政策（征求意见稿）》 （2016.09）、《火电厂污染防治最佳可行技术指南（征求意见稿）（2016. 09）的 发布，对火电厂用、排水水量和水质指标限制越来越严格，节水减排和“零排放” 势在必行。 本技术采用烟道喷雾蒸发结晶技术实现脱硫废水零排放，该技术利用气液双 相流喷嘴雾化废水。通过水泵将废水喷入到空预器和除尘器之间的烟道中的雾化 喷嘴进行雾化，在高温烟气的加热作用下，水分迅速蒸发成气相水蒸气随除尘后 的烟气进入脱硫塔，在脱硫塔的喷淋冷却作用下，水分凝结进入脱硫塔的浆液循 环系统被重复利用。废水中的污染物转化为结晶物或者盐类等微小的固体颗粒， 随烟气中的飞灰一起被静电除尘器捕捉而从烟气中分离出来，从而除去污染物， 实现废水的零排放。本技术的系统流程见图1。 脱硫废水烟道喷雾蒸发结晶零排放技术具有工艺流程简单、适用范围广泛、 安全可靠、工程造价低、运行费用少、占地面积小等优点，且能够实现真正意义 的废水零排放。

CSY-2000D系列传感器与检测技术实验台由主控台、三源板（振动源、温度源、转动源）、传感器和相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验台桌六部分组成。涵盖：温度、位移、压力、光电、振动、转动、电磁感应等多种传感器。可完成应变、差动、涡流、霍尔传感器等40项实验。

聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)是一种高附加值化学品，在电镀、电池等行业应用广泛，是高端线路板与电池材料制备的必备添加剂。国内现有工艺产品收率低、产品质量差、高端产品严重依赖进口。本项目采用独立开发的合成路线，工艺安全环保，在降低生产成本的同时，可获得高纯度的产品，将替代进口，形成具有自主知识产权的生产新技术。 图1 高端线路板 图2 聚二硫二丙烷磺酸钠