项目简介    渗氮渗碳强是广泛需要的技术，等离子渗氮渗碳强化零部件表面，环保、高效等， 但渗层不均、打弧等。本项目发明了一种交互式双阴极等离子表面热处理装备，强化电场强度，  

围绕是否能从源头创新重大装备的设计与制造技术，实现不同原料、不同规 模劣质粉煤气化制氢，使之更低成本、更高效率、更加清洁已是国内外能源领域 面临的主要问题。粉煤、生物质气化制氢流程包括:原料气化、脱硫、CO 水汽 变换、变压吸附及余热回收等，由于流化床气化燃料适应性广，能实现炉内高效 脱硫，也尤其适合不同颗粒气化处理，国际温克勒炉和恩德炉是大量使用的流化 床气化技术，国内在流化床气化方面也有较好的探索和应用，但总体上，流化床 气化由于炉内停留时间较短，排渣和飞灰碳含量较高，不同形式的颗粒或聚团流 态

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。

配完成，效率低、周期长且模具工作型面表面质量无法保证。本成果在深入分析了影响大型汽车覆盖件模具凸凹模工作型面贴合率影响因素的基础上，研究提高贴合率的数字化分析与设计方法，建立了基于汽车覆盖件拉延减薄和模具在成形力下的弹性变形量耦合的精细模面设计方法。利用基于型面变形补偿的汽车覆盖件模具型面设计系统及方法后，调试周期缩短了30%，大大的提高了模具工作型面调试效率，缩短了模具的制造周期，创造了良好的经济效益，提升了企业核心技术能力的同时提高了企业的竞争力。本项目的研究成果已经成功在多家大型汽车覆盖件模具企业进行了大量的工业化应用，已为国内外知名汽车公司的大型覆盖件模具项目提供了高质量的模具。项目对改变我国汽车高档模具主要依赖进口的现状、促进天津市装备制造业的发展具有重要意义。

本项目针对车身覆盖件的特点，结合典型成功案例，建立了基于结构和功能的分类制件冲压工艺知识库；开发了面向复杂外覆盖件的专用模板化模具设计系统、BOM自动生成系统、标准件综合管理与调度系统，提高效率30%；开发了基于真实压力机状态下模具结构的受力变形补偿系统，修正了凸凹模之间不等厚度间隙数值，显著减少了钳工研合工时，提高了首次件的合格率。解决了高档轿车外覆盖件用高精度复杂模具在工艺、设计、制造、装配、精度保证等方面的众多难题，建成了高档轿车外覆盖件用高精度复杂模具产业化基地，提升了作为天津市支柱性产业之一的汽车行业的整体水平，改变了目前国内高档轿车关键模具依赖进口的局面。项目在天津汽车模具有限公司应用后，已生产35个项目的侧围零件，产值1.3个亿。项目达产后，侧围、翼子板类高精密复杂外覆盖件模具年产量达到110套。技术成果应用到天汽模其它类型模具生产，年产量达到3000-4000套，产值10个亿，利税2.8亿,出口创汇6000万美元。经天津市高新技术成果转化中心组织专家鉴定，结论为国际领先水平。

已有样品/n模具是“工业之母“，模具行业是工业的放大器，对相关产业的放大作用可达1:100。近年来，我国模具工业一直保持着快速发展的态势，2015年达到2100亿人民币，出口额50.8亿美元，从业人员达百万人。各类模具均需要冷却，其效果直接影响生产效率、模具寿命和制件质量。现有模具冷却一般采用机加工直孔组成回路，但难以实现产品自由型面各个区域的均匀高效冷却。3D打印可直接加工出随产品型面自由变化的随形冷却水道，实现模具的随形温控，特别是对于复杂结构、高精度、高性能要求的高端模具尤其重要，堪称模具制造

本技术在于采用低成本的污水处理方法处理工业及生活污水，特别是采用生化方法难于实现达标的废水的处理。随着工业的发展，含有各种化学成份的工业废水排污量也日益增加，对于处理含有各种不同化学成份且难以生物降解的工业废水，目前国内外普遍采用的微生物法并不理想，往往还要配以化学氧化、活性碳吸附、化学混凝沉淀、催化氧化等工艺，从而使得处理工艺流程变长，运行费用增加。 本技术旨在采用自然界或工业生产中的废弃物强化废水的处理，目的是降低废水处理的一次性投资及废水处理的运行费用。本技术包括：废水的预处理、废水的强化处理、废水的后续处理三部分。废水的预处理是采用格栅或沉淀的方法将废水中的漂浮物及悬浮物进行分离。废水的强化处理是采用动态微电解反应器将废水中的有害成分进行特别处理，以利于后续工艺的处理。 对于强化处理后的废水采用沉淀、过滤或生化等处理工艺过程既可实现达标排放或达到杂排水指标回用。动态微电解反应器是污水强化处理的关键设备。动态微电解反应器是在克服目前已有设备缺点的基础上开发成功的，本装置运行电耗低，约0.2kW/m3h，废水处理时的原料消耗低，低于0.1kg。 应用范围：本工艺技术应用于染料、印染、制药、化工、电镀及含重金属废水的处理，以及城镇小区的生活污水处理。动态微电解反应器在废水处理中适用水质范围宽，适应温差大、PH范围宽（1～12），可处理电镀废水、石油化工废水、染化废水、印染废水、煤气洗涤水、焦化废水和制药废水等难处理的工业废水。

在国际水科学院终身院士王宝贞教授主持下，哈尔滨工业大学（深圳研究生院与水污染控制研究中心）自主研发成功国内外首创的专利技术——强化淹没生物膜-活性污泥复合生物处理工艺（简称EHYBFAS工艺，专利号200620017991.5）。参与研发人员主要有：金文标、曹向东、王淑梅，以及哈工大深圳研究生院2005级部分研究生、2006级部分研究生。该技术不仅实现了污泥停留时间跟水力停留时间的分离，且实现了悬浮态活性污泥的停留时间与附

为了提高智能手机3D曲面玻璃制备用石墨模具的寿命，本成果利用非电极式等离子电解专利技术快速实现大批量石墨粉体表面纳米陶瓷改性，并采用传统的模具制备生产线实现高性能长寿命石墨模具的制备。本产品优势有：（1）原材料石墨粉体不需要经过表面处理，这样可以节省大量成本，降低环境负担及其相关费用；（2）非电极式等离子电解专利技术为一站式置换技术，即在石墨粉体进行表面清洗和活化同时实现陶瓷涂层沉积；（3）所制备的陶瓷涂层和石墨粉体具有优异的结合力，远远优于传统的溶胶-凝胶技术；（4）所制备的陶瓷涂层厚度为20纳米，避免石墨模具在制备和使用过程中升降温因热不匹配而导致的开裂；（5）所开发的石墨模具中陶瓷组分均匀并量少，降低了原材料成本，避免传统的石墨/陶瓷复合材料在制备和使用过程中升降温因热不匹配而导致的开裂，极大提高感应加热效率；（6）可采用传统的石墨及其模具制备生产线，实现生产线技术的匹配，极大降低成本。 本项目组已经制备出尺寸为175*110*30mm的石墨模具单件样品，经深圳某自动化公司考核，在相同条件下该石墨模具寿命提高3倍，并且其成本基本不增加，具有巨大的市场前景。