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。

质子交换膜燃料电池因其清洁、高效、能源可再生，在新能源汽车、固定电站、通讯基站、便携式备用电源、调峰发电等领域有着广阔的应用前景。但目前以石墨为主流极板材质的高昂制造成本严重阻碍了燃料电池的快速推广和商业化应用。技术团队历经十年的科技攻关，开发出基于不锈钢薄板精密冲压成形工艺、全局激光焊接路径优化的双极板连接工艺、三维误差特征表达的双极板性能测试系统、及不锈钢双极板防腐工艺的世界领先的燃料电池双极板制造创新工艺与方法，能够降低极板制造成本75%、减轻极板重量65%，其多款双极板产品已在上汽集团、大连新源动力、南通百应能源等公司应用万余片，极大提升了燃料电池的产品性能。金属双极板是燃料电池电堆的核心部件，其高效批量化制造成为燃料电池汽车的关键技术之一，是本项目的主要产品.双极板是燃料电池核心部件，具有较高技术壁垒，国外丰田、本田、奔驰、福特都采用金属双极板燃料电池技术路线，国内多家厂商也开始采用金属双极板燃料电池进行试生产，该技术路线有很大潜力。点击上方按钮联系科转云平台进行沟通对接！

本发明公开了一种含新能源电力系统调峰需求的评估方法，包 括：统计发生概率大于 0.95 的正净负荷预测误差边界值，发生概率大 于 0.95 的负净负荷预测误差边界值；生成位于正净负荷预测误差边界 和负净负荷预测误差边界之间的净负荷预测误差代表场景；根据所得 的净负荷预测误差代表场景，对次日可能发生的净负荷场景进行预测； 计算预测得到的净负荷场景中的最大峰谷差，作为所求的电力系统次 日的调峰需求。本发明可以根据日前预测的新能源出力的随机特征而 制定出更加准确的调峰需求容量，从而使得电力系统在保证安全运

课题从事纳米新能源材料能量转化的新规律及在高端电池中的应用基础研究，在金属-空气电池、锂离子电池关键材料与技术以及能源清洁高效利用等领域开展工作，制备了一系列的金属与合金、金属氧化物、金属硫化物纳米材料以及无机/有机复合材料等，研究了纳/微米材料组成、结构、形貌与电极性能之间的关系，考察了材料高效储能的化学热力学、动力学等性能，并开展其能量转换与储存新规律的探索研究，探讨解决提升高能化学电源的容量、功率与寿命的有效途径。为纳米新能源材料的制备、表征及在能源领域的应用打下了基础。 研究

在“双碳”目标的背景下，基于可再生能源电解水制氢是真正实现清洁氢气来源的“绿氢”技术。然而，目前制约电解水制氢产业发展的瓶颈之一是贵金属基电催化剂高昂的价格。近年来，研究者开发了多种廉价、高效的电解水阴极析氢非贵金属电催化剂，其中硫化钼（MoS2）基催化剂是迄今为止发现的析氢性能最好的非贵金属催化剂之一，其具有类铂活性。然而，这类高活性催化剂往往更易受到复杂催化反应环境因素的影响，导致催化剂表面发生重构并破坏其几何/电子结构，造成催化剂失活。 基于此，本团队提出了具有分子选择性的栅栏工程，解决了高活性Co掺杂MoS2析氢反应催化剂活性与稳定性之间的权衡问题。这一策略为设计高效、稳定的非贵金属基电催化剂的大规模应用提供了新思路。当将该MoS2基（Co-MoS2@CoS2）阴极催化材料与实验室自制的高活性钴镍双金属硒化物析氧反应阳极配对用于实验室自制的碱性电解水（AWE）双电极电解系统时，在电流密度400 mA/cm2下持续分解500 h没有明显的衰减。 随着我国进一步推进去碳化，电解水制氢有望成为能源变革的核心。在此背景下，只有大力推广电解水制氢，才能满足不断增长的绿氢需求。为此，需要大幅扩大电解水制氢装置规模，让电解水制氢在国民经济去碳化中发挥关键作用。

“火电厂厂级运行性能在线诊断及优化控制系统”从火电厂全厂整体综合优化运行的角度出发，通过对其所属多台机组的运行状态进行连续监视、经济分析、在线诊断以及优化控制，达到稳定、节能的目的。本项目由西安热工研究院和华北电力大学共同协作完成并获2005中国电力科学技术一等奖。 本项目创建了一套完整的技术体系，包括从全厂整体综合优化运行系统的概念、定位、理论方法、关键技术到应用软件开发、系统集成、示范和推广应用。研制成功具有自主知识产权的"火电厂厂级运行性能在线诊断及优化控制系统"（SIS）。

本发明公开了一种优化风电消纳的电力系统调度方法，步骤为一、采集分钟级风电历史功率数据和数值天气预报数据，建立分钟级风电功率预测模型；二、针对分钟级风电功率预测误差进行建模和补偿；三、在预测误差修正风电功率值的基础上，建立风电消纳电量最大化和系统调峰能力最强的目标函数，并且仅执行下一分钟的调度优化指令；四、在目标函数的基础上，判断是否完成所有时刻的优化，若完成则结束优化，否则下一时刻更新所有输入信息并从第一步依次滚动进行。该方法在准确预测的基础上，针对不同的优化时域，以风电消纳电量最大和系统调峰影响最小为目标函数，保证了在电力系统安全的情况之下合理地消纳风电，并积极地应对电力系统调峰。

乙烯工业是石油化学工业的龙头，裂解炉又是乙烯生产装置的核心，其运行效率与整个乙 烯装置效益直接相关；同时，一个工业乙烯装置的裂解炉区通常由多台裂解炉组成，不同裂解 炉又可以裂解不同属性的油品，且裂解性能各异。本项目以工业乙烯裂解炉炉群为研究对象， 研究不同裂解炉在不同运行周期裂解各种油品的运行性能，结合裂解反应机理、热传递模型和 结焦特性，采用运行机理和数据驱动相融合技术，建立了裂解收率预测模型、热效率预测模 型、燃料气预测模型及运行周期预测模型等；结合智能优化算法，以关键产品收率和经济效益 为优化目标，进一步构建了裂解炉炉群负荷分配的优化模型和计算方法，实现不同操作工况下 对裂解炉炉群负荷的实时优化分配；此外，结合网页编程技术，实现了对乙烯裂解炉炉群中每 台裂解炉运行状态的实时监控和用户交互功能。现场实施表明，裂解炉炉群负荷调度和分配优 化技术能够显著提高裂解炉炉群的整体运行水平和总体经济效益。

蜜环菌(Armillaria spp.)属于担子菌门,伞菌目,白蘑科,蜜环菌属.在世界各大洲均有分布,在我国主要分布在黑龙江,吉林,辽宁,内蒙古等省区.蜜环菌是与传统中草药天麻(Gastrodia elata Blume)共生的著名食药兼用的真菌.多年来,经大量的试验研究表明,蜜环菌的菌丝体和发酵液均具有较强的催眠,抗惊厥,抗缺氧等神经调节功能和脑保护功能,还具有增加心,脑血管血流量,增强机体免疫调节功能等生理活性.尤其是在催眠,抗惊厥,抗缺氧和调节心,脑血管功能等方面具有与天麻相同的药理活性.因此,20世纪70年代开始,在对蜜环茵生理活性和化学成分研究,以及蜜环菌的深层发酵工艺和系列制剂的开发等方面引起了中国和世界许多国家的重视,取得了大量研究成果,开发生产出多种蜜环菌制剂. 蜜环菌中含有丰富的化学成分,通过对蜜环菌菌丝体和发酵液的化学成分的系统研究,分离得到了蜜环菌多糖,蜜环菌素等倍半萜类化合物和嘌呤类化合物等多种生理活性物质,并对这些化合物的理化特性和生物学活性进行了较细致的研究.由于野生天麻在我国的资源有限,栽培天麻虽已获得成功,但因受到各种条件影响,其生长周期长,并且必须有蜜环菌作为萌发菌和营养供体,技术要求严格,生产成本高,价格贵,难以满足人们保健和临床用药的需求.以蜜环菌及其发酵产物替代天麻,来解决天麻供应不足,保护野生天麻资源等问题,是一条行之有效的资源