本项目属于循环经济与节能减排技术领域，涉及石油化工清洁生产工艺、化工过程机械和环境保护机械设备设计与制造技术。 我国石油脱硫与后续转化过程中每年消耗碱性原料2万吨以上，产生含硫含碱废液（水）约4500万吨，其组分复杂，涉及面广，有重大生态安全风险。 针对我国长期存在的含硫含碱废液的清洁防治问题，提出“减量、全回收、无污染”的“过程减排”方法。考虑到非均匀结构、颗粒碰撞和微粒偏析等问题，提出采用流动状态、微尺度介质、机械结构调控旋流场中微粒排列的新理论，建立了非均匀结构的稳定性条件、离心碰撞概率以及微粒偏析的调控方法，初步构建了微界面结构与微粒排列特征相结合的微相旋流捕获（MHC）原理的理论体系，实现了离子、分子及其聚集体等微量污染物的经济快速捕获利用，将旋流分离精度从微米级提高到纳米级。成功开发出重力沉降-旋流分离-旋流捕获-聚结-反应再生新工艺，整体技术属国内首创、处于同类技术国际先进水平，部分指标处于国际领先水平。

成果与项目的背景及主要用途： 本成果可以帮助企业降低生产成本，提高经济效益和市场竞争能力。其技术 途径是通过系统优化，降低企业的用能及原材料消耗，进而降低成本。可以起到 节能、减排、增效、降耗的综合效果。 本成果以化工原理、化工热力学、化工系统工程的原理和方法为基础，以计 算机模拟、过程集成为技术手段，着眼于整个系统的优化，可以显著降低企业的 能量消耗和物料消耗，降低生产成本。其特点是使用成熟设备的优化组合及优化 操作，通过加工过程的合理化及能量发生、利用、回收、输送的合理化达到节能、 降耗、增效、减排的目的，技术成熟可靠。 大多数节能工作着眼于局部。例如，低温热回收只着眼于低温热怎样回收， 本成果则通过系统优化设法将低温热降到最低，然后再考虑其回收；根据能量守 恒定律，低温热的降低，必然带来外部能量供应的降低，因而，可以显著降低外 部能来能量消耗，同时，将低温热回收系统的负荷降到最低。再如，精馏系统的 20天津大学科技成果选编 21 能量优化，单纯考虑精馏塔系统节能是一个局部优化，但是，从整个装置的角度 考虑精馏塔系统的能量优化则是一个整体优化，整体优化的节能效果会更显著。 随着过程系统工程和热力学分析两大理论的发展及其相互结合与渗透，产生 了过程系统节能的理论和方法，把节能工作推上了一个新的高度。 主要包括： 1. 化工装置潜力分析与瓶颈诊断 2. 工艺系统优化 3. 化工能量系统分析与集成优化 4 Total Site 能量系统优化 该技术成果适用于各类过程工业过程，包括石油化工、煤化工、精细化工、 食品化工、制药过程、钢铁、电力等，技术成熟可靠，没有风险，投资回收期可 控制在 1 年以内，也可根据工厂要求控制在 3 年以内。 技术原理与工艺流程简介： （1） 化工装置潜力分析与瓶颈诊断 采用数学及计算机技术对现场采集的数据进行分析，修正模型参数，建立与 现场操作数据基本吻合的机理模型，寻求对工艺及设备的深刻理解，诊断系统及 设备的潜力和瓶颈。 通过计算机模拟与标定计算，诊断装置与设备的潜力及存在的瓶颈因素，通 过少量的改造或操作优化，实现装置扩产或节能。 （2） 工艺系统优化 反应系统：采用夹点技术，有效利用反应热。对于吸热反应，则实现有效供 热。 精馏系统：优化精馏塔序列及回流比、采出量，采用夹点技术实现精馏塔内 部及外部能量系统的集成优化，以及多效精馏、热泵精馏、隔壁精馏等技术的优 化运用。 换热网络优化：通过夹点技术分析节能潜力，优化换热网络。对冷系统和热 系统采用。 设备强化：采用计算机模拟技术优化工艺操作及设备选型，通过选用高效分天津大学科技成果选编 离、换热、蒸汽回收装置实现设备强化。设备强化同时带来最小换热温差的变化， 进而，通过夹点技术，实现设备强化后的反应系统、精馏系统及换热网络的再优 化。部分装置的优化效果可达 40%以上。本技术若用于工艺包效果会更好。 （3） 化工能量系统分析与集成优化 含换热网络优化和蒸汽动力系统优化二项内容。通过夹点分析和换热网络优 化技术，实现对用热及用冷过程的优化，对新过程，一般可节能 2040%，对已 有过程，一般可节能 1030%。蒸汽动力系统优化含锅炉系统，蒸汽储能，热电 联产，燃料系统等的优化，节能效果在 1030%范围。 （4） Total Site 能量系统优化 以夹点技术为核心，从各装置的工艺优化入手，首先实现能量需求侧的优化， 然后对各装置进行夹点分析和换热网络优化，使能量回收达到最优，然后考虑各 装置之间的能量优化，最后是公用工程系统的能量优化。最终，做到全系统的能 量优化。Total Site 能量系统优化是工厂能量优化的最佳解决方案，可显著提高 系统能效。 技术水平及专利与获奖情况： 该技术具有近 30 年的研究历史，数千套装置的工业实践，是美国国家能源 署首推的过程工业节能减排先进技术。 本项目组自 2008 年与英国曼彻斯特大学过程集成中心（CPI）展开合作，在 近 20 年过程模拟优化研究基础上，消化吸收 CPI 的过程集成技术，经过 10 余个 工厂，近 30 套不同工业装置（涉及石油化工、煤化工、精细化工、食品工业、 制药工业、电力等过程）的工业实践，积累了丰富经验。 优化过的典型工业过程有： 20 万吨/年二甲醚装置优化 60 万吨/年煤制甲醇过程优化 10 万吨/年水玻璃生产过程优化 10 万吨/年白炭黑生产过程优化 2 万吨/年大豆制油过程优化 2 万吨/年大豆蛋白生产过程优化 22天津大学科技成果选编 120 万方/天天然气处理过程优化 150 万吨/年常减压装置优化 20 万吨/年催化裂化装置优化 4 万吨/年气分及 MTBE 装置优化 2 万吨/年 HFC125 装置优化 应用前景分析及效益预测： 系统优化的目标是降低能耗和企业的生产成本，同时，带来节能减排的社会 效益。 节能减排势在必行，系统优化是帮助企业提高技术水平，实现节能减排的有 效技术途径。 应用领域：石油化工、煤化工、精细化工、食品、制药、电力等行业 合作方式及条件：面议

拓扑分析：对应系统划分。 潮流：离线状态和在线状态潮流计算。 无功优化：分离线和在线无功优化，根据系统运行状况，正常状态下按网络损耗最小进行优化；重载状态下按电压水平最好进行无功优化；选用三种方法进行，即线性规划法、罚函数法、非线性规划的内点法。 系统电压、无功性能评价：本系统开发在任意优化断面下系统的电压、无功评价体系，主要包括各负荷母线的载荷能力、均匀程度，薄弱环节及应关注的关键负荷节点，并给出相应的调整措施。 输出结果：对应任意方式下无功控制量的调整结果，如变压器可调整的分接头，电容、电抗器的投切位置、发电机及调相机的无功输出，给出优化化前和优化后系统各母线的电压、网络损耗。 电力系统绘图方式送入、SCADA信息接收、原始数据修改。 运算或控制结果图文并茂。 配合状态估计可实时运行，配合在线潮流可在线运行。 系统应用业绩： 大庆电业局调度自动化系统 佳木斯供电局无功优化及电压管理系统 铜川供电局无功优化及电压管理系统

本成果可以帮助企业降低生产成本，提高经济效益和市场竞争能力。其技术途径是通过系统优化，降低企业的用能及原材料消耗，进而降低成本。可以起到节能、减排、增效、降耗的综合效果。本成果以化工原理、化工热力学、化工系统工程的原理和方法为基础，以计算机模拟、过程集成为技术手段，着眼于整个系统的优化，可以显著降低企业的能量消耗和物料消耗，降低生产成本。其特点是使用成熟设备的优化组合及优化操作，通过加工过程的合理化及能量发生、利用、回收、输送的合理化达到节能、降耗、增效、减排的目的，技术成熟可靠。大多数节能工作着眼于局部。例如，低温热回收只着眼于低温热怎样回收，本成果则通过系统优化设法将低温热降到最低，然后再考虑其回收；根据能量守恒定律，低温热的降低，必然带来外部能量供应的降低，因而，可以显著降低外部能来能量消耗，同时，将低温热回收系统的负荷降到最低。再如，精馏系统的能量优化，单纯考虑精馏塔系统节能是一个局部优化，但是，从整个装置的角度考虑精馏塔系统的能量优化则是一个整体优化，整体优化的节能效果会更显著。随着过程系统工程和热力学分析两大理论的发展及其相互结合与渗透，产生了过程系统节能的理论和方法，把节能工作推上了一个新的高度。主要包括：1. 化工装置潜力分析与瓶颈诊断2. 工艺系统优化3. 化工能量系统分析与集成优化4 Total Site能量系统优化该技术成果适用于各类过程工业过程，包括石油化工、煤化工、精细化工、食品化工、制药过程、钢铁、电力等，技术成熟可靠，没有风险，投资回收期可控制在1年以内，也可根据工厂要求控制在3年以内

本成果揭示了深部围岩粘弹介质积蓄与释放能量机理，针对深部开采条件提出了煤岩组合冲击能速度指数和卸围压冲击能速度指数两个新指标，建立了深部应变型、深部坚硬顶板型、深部断层滑移型三类冲击地压倾向性评价方法及最优模糊识别模型；获得了深部三类冲击地压的前兆信息特征并给出了监测预警方法，自主研发了相应监测系统；提出了深部三类冲击地压的组合解危技术，研发了与之相配套的卸压解危装备，为深部不同类型冲击地压有效防治提供了有力技术和装备支撑。

通过燃烧装置改型、燃烧工艺及燃烧状态的精确调控，在不降低、甚至提高能量利用效率的基础上，以燃料发挥脱硝剂的作用，从源头降低燃烧、特别是燃煤过程中氮氧化物的生成量。该成果对推进节能减排事业具有重要的工程意义，该成果以锅炉原使用的燃料、 特别是煤粉作为脱硝材料， 相比目前的“烟气脱硝技术”具有成本低廉的明显优势，经济效益明显。

本成果提出一种无感化智能睡眠监测装备。该装备旨在针对目前医疗康复行业所需检测的人体心率、呼吸、体温、动作模态三种体征进行多功能集成并进行精密测量。在分别构筑三种底层功能感知结构的基础上，对单一功能结构进行多功能集成研究并构建与之配套的传感电路系统及数据可视化界面，不断优化柔性功能感知器件组分、结构、性能实现对人体三种检测体征的无感化精密测量。针对失眠/睡眠呼吸暂停综合征/普通人，实现人体生命体征信号精密测量，输出测量图谱/报告。 图1 产品功能简介 该成果基于多材料、高灵敏的传感单元，通过高分辨率、高灵敏度、稳定无扰化的生理信号采集系统采集信息，借助云-边-端协同、深度学习等人工智能领域技术，三位一体形成疾病症状可量化的智能评估体系，对人体实现连续、移动状态下的心率、呼吸、体温、动作模态等多维度的无感式测量。面向不同群体，装备可以在无束缚状态下对人体进行全天候的监测并提供预警服务，同时为临床医生和护士提供有价值的数据信息，辅助诊断及护理。实现睡眠质量监测与远程监护管理，最终打造“人-机-环”共融的睡眠环境生态。 图2 成果核心关键技术简易图示 【技术优势】 （1）柔性纤维新材料与智能织物计算的结合赋予智能健康监测系统无感性及准确性，实现精密测量；对比医用心电监护仪，该装置可以更快发现呼吸暂停异常。 （2）形成大纤维闭环产业链，从材料、纺丝、纺纱到织造的全流程柔性感知纤维制备流程，为智能健康监测系统的产业化奠定坚实基础，且具备“感传算”一体化技术全覆盖的多样化服务，惠及民生。 （3）该装置可进行全天候的监测，并提供预警服务，为临床医生和护士提供有价值的数据信息，辅助诊断及护理。

本成果以最易受真菌毒素侵袭的大宗粮食品种为原料，以粮食在收储加工等过程为时机，研发以在线方式消减真菌毒素的系统技术体系和工业应用的成套工程装备，实现粮食资源利用最大化，服务于国家粮食安全。 成果的技术指标、创新性与先进性 真菌毒素污染粮食刷光结果表明，超标 3 倍以内的试验原料的真菌毒素消减了 70%~80%；超标 3~5 倍以内的试验原料的真菌毒素消减了 80%以上。臭氧脱毒结果表明，120 min 内超标 3 倍以内的试验原料的真菌毒素消减了75%以上

乙烯工业是石油化学工业的龙头和核心，乙烯生产装置的核心部分是裂解炉，整个乙烯装 置效益与裂解炉的设计和操作有直接的关系，高水平设计和优化操作裂解炉是乙烯生产装置经 济效益提升的前提。本项目以乙烯裂解炉为例，研究了不同辐射模型对裂解炉流动、传质、传 热和反应的影响，建立准确的辐射模型；在此基础上，研究三维燃烧器的燃烧机理，比较不同 燃烧模型对裂解炉运行状况的影响，建立准确的燃烧模型；在以上模型的基础上，研究了裂解 炉炉膛CFD与炉管裂解反应模型耦合模拟和实验验证；在此基础上，建立基于CFD模拟的区域 法数学模型，研究了其在工业裂解炉中的应用，以提高工业装置的操作运行水平，降低成本和 能耗。

北京星航机电装备有限公司始建于1960年4月。隶属于中国航天科工集团公司，是承担国防装备研制与制造企业，国家大型高科技企业。 本公司具有武器装备生产许可证书，是国家一级保密资格认证单位、国军标质量体系认证单位、国家职业安健康体系认证和EMS环境管理体系认证单位，是北京市高新技术企业。资产总值近20亿元，年销售收入达20亿。 本公司以国防防务产品的研制与生产任务为主业。先后承担了国家多个重点防务产品的研制生产任务，填补了我国国防装备领域的多项空白。按照“军民融合、良性互动、转型升级、跨越发展”的总体思路，在突出军品主业的同时，大力推动军民融合，大力推进企业民用产业的科技创新和结构升级，着力推动特色民用产业，努力构建军民两业互动协调发展新格局。本公司已成为一个集航天防务产品、民用产品研发生产于一体的军民结合型企业。 本公司拥有1500多人的职工队伍，其中，具有高级技术职称以上的科研、管理人员150多人；博士、硕士研究生及大学以上学历500余人；有特级、高级技师近30余人，中高级技术工人占工人总数的50% 以上。公司多人次获得全国劳动模范称号，20余人获得全国技术能手、国防工业技术能手等荣誉称号。