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。

系统软件使用了多项当前国际上最新的计算机开发技术，包括COM plus技术、基于UDP协议的远程通讯技术、ADO数据访问核心技术、GIS技术、TTS语言引擎技术、MSAGENT技术，以及虚拟仪器组态技术、WINDOWS SDK编程技术等。软件引入了面向仿真、工业自动化、虚拟仪器仪表等数据图形领域的图形仪表组件，包括实时和历史趋势图曲线等，使软件具有逼真的人机界面，很强的实时数据处理能力。软件可以允许用户自行添加管辖区域列表和嵌入GIS地图，以及监控企业的厂貌图和设施图，从而系统软件更富有地方特色和满足个性化需求。软件还创造性地引入了具有当前国际先进水平的TTS(Text To Speech)语音技术，实现中、英文语音报警。软件界面还引用了Windows XP配色方案，提供多种SKIN更换功能；而MSAGENT的人性化动作配合报警进程，使软件充分体现“科技以人为本”的设计理念，使软件界面更加生动、突出。软件特别在GIS系统中，设计了“放大镜”功能，使浏览地理信息更加清晰。软件全部使用自主开发、设计的24位真彩色，拥有自主知识产权的ICO图标和自行开发的通信系统。系统设计了“读实时数据”等10条命令字通信格式，通过发送命令字方式与现场污染治理设施运行记录仪进行通信。 系统通过“YSC-Ⅲ型污染治理设施运行记录仪”、PSTN城市公共电话网络，实时在线监测企业污水排放数据和污染治理设施的运行状况；上传历史数据，并存入数据库，以供查询、生成报表和打印。系统能自动监测企业超标排放报警信号，自动打开报警系统软件，并接收企业污水排放报警数据。同时，迅速启动GIS系统，标出报警企业的地理位置和详细地理信息，包括企业编码、企业名称、企业地址、联系人和联系电话，并作为一次报警记录，记录在日志文件中，以备查询。同时系统将该企业的报警数据，包括流量排放数据、COD数据、PH数据，以及污染治理设施运行记录仪运行状况等数据记录在系统的数据库文档中。 环保监理部门通过系统实时监测企业的污水排放质量、上传企业的历史排放数据、对企业实施立即“反控”和定时“反控”等措施，对超标排放的企业在第一时间掌握超标排放企业的信息(包括地理位置)、超标数据，以便快速、有效地采取相应的措施，对超标排放的企业作出相应的处理，使城市环境污染能得有效的控制。

研发阶段/n本发明公开了一种有机物污染土壤修复系统，包括烟囱和回转窑反应器，回转窑反应器的排烟口与炉腔连接，炉腔与旋风分离器连接，旋风分离器一端与预热通道连接，另一端与返料器连接，返料器与炉腔连接，预热通道依次通过烟气脱硫脱硝净化器和布袋除尘器与烟囱连接，预热通道内设置有空气预热器，空气预热器一端与第一风机相连，另一端分别与回转窑反应器和炉腔连接，回转窑反应器上设置有回转窑修复土壤出口，本发明还公开了一种有机物污染土壤修复方法。本发明充分发挥热脱附技术在修复有机物污染土壤过程中的优势，结合新型的回转

热泵空调是提升电动汽车冬季续航里程的重要技术途径，本团队近十年来围绕车用热泵空调关键技术，系统深入开展了热泵空调整机及关键设备的性能实验与理论研究工作。分别设计并发展了电动汽车HFCs和CO2热泵空调系统，揭示了循环关键运行参数对热泵空调制冷制热性能的影响规律，并提出了热泵空调冷暖双模式车室温度控制及高效运行控制策略，发展了基于冷凝器出口过冷度的节流阀模糊控制策略，设计了实现CO2热泵空调系统压缩机自动精确调速的模糊控制器。 基于在车用热泵空调技术方面积累的雄厚理论基础以及丰富设计经验，以突破车用CO2热泵空调系统关键技术瓶颈、发展CO2热泵空调系统及设备核心技术为目标，本项目设计研发了零污染高效高可靠性车用空调CO2涡旋式压缩机。针对CO2近临界区剧烈物性变化、高循环压力以及大压差工作环境引起的压缩机性能及可靠性下降、泄漏及摩擦损失升高等问题，基于流动控制技术，创新性提出了降低非对称性流动效应的吸气结构设计方法，发展了考虑过压缩效应的齿头修正设计方法，提出了具有高可靠性的涡旋齿结构及齿顶气动密封技术。

基于目前世界上亟需解决的环境污染和能源危机两大问题，开发一种同时净化环境与能源转化的装置将具有巨大的应用潜力。因此对于水体环境污染处理和清洁能源生产本课题组已开发出有效的技术——光电催化有机污染物降解协同产氢。开发了新型金属氧化物纳米管阵列异质结杂化光电催化体系,在电场诱导下，使光生电子与空穴分别于阴极和阳极氧化降解有机污染物与析氢，实现光电催化同步去污与制氢。通过增强纳米管阵列与基底相互作用，纳米管本体结晶度提高或单晶化，纳米管管壁表面形成异质结光催化杂化体系和导电碳基材料的修饰等途径，提高光生电子传输速率，促成电子与空穴有效分离，拓宽体系的光响应范围，提高光的吸收效率与量子效率。结合表征等手段及分析，阐明光电催化体系的构效关系，设计出高效、稳定的新型光电催化构筑应用于污水的资源化。通过两个反应过程的相互促进，不仅提高了光催化效率，而且符合变“废”为宝的绿色能源化学理念；构建了新型光催化反应器和高性能光电催化剂；发展了光电协同催化理论在同步去污-制氢反应中的应用。

烟气黑度和大气污染联网视频监测系统是城市环境监测管理系统的一个重要组成部分，它利用安装在城区制高点的前端摄像机及监控室的视频多媒体计算机和控制器实现的监控点的手动或自动检测。系统实现了每个摄像球80个预置点(摄像球机或解码器必须带预置位功能)的烟气排放林格曼指数自动监测功能，系统可以工作在手动模式和自动扫描模式。每个预置点都有各自的参考区域和自定义的图像属性（此功能需要VCXP-C20彩色字符叠加器的支持），通过扣除背景有效地降低了误报概率。 自动识别和扫描重点污染监控区域并监测大气

烟气黑度和大气污染联网视频监测系统是城市环境监测管理系统的一个重要组成部分，它利用安装在城区制高点的前端摄像机及监控室的视频多媒体计算机和控制器实现的监控点的手动或自动检测。系统实现了每个摄像球80个预置点(摄像球机或解码器必须带预置位功能)的烟气排放林格曼指数自动监测功能，系统可以工作在手动模式和自动扫描模式。每个预置点都有各自的参考区域和自定义的图像属性（此功能需要VCXP-C20彩色字符叠加器的支持），通过扣除背景有效地降低了误报概率。

本技术的功能是这样实现的：对雨水排放口作一定改造，在雨水口两侧设置雨水滞留小室和溢流堰，使初期雨水流入小室并截留污染物，后期雨水通过溢流堰直接进入水体。雨水滞留小室是一种生物填料床，能有效截留有机污染物并生物降解。本技术的效果是：无机械、电子设备，结构简单，效果可靠，维护方便，可显著去除初期雨水颗粒有机物，适用于控制城市景观河初期雨水污染物的入河量。

研究表明，暴露于PM1，PM2.5，PM10，SO2，NO2和O3可能会对葡萄糖升高产生不利影响，包括葡萄糖和胰岛素浓度升高，从而增加中国糖尿病的发病风险。此外，年轻人和超重或肥胖者可能更容易受到空气污染的致糖尿病影响。与其他中等收入国家一样，由于高空气污染与中国的糖尿病大流行并存，研究结果对公共卫生具有重要意义。

产品详细介绍请登录 中国科学软件网 了解更多Visual Modflow软件信息和报价。Visual MODFLOW Flex 2015.1新功能2015年6月发布对MODFLOW-NWT的支持MODFLOW-NWT是MODFLOW的增强版本,提高非承压地下水问题的解决方案再湿润的干电池通常发生的地方。这个版本的MODFLOW是我理想的排水模拟,或任何其他场景单元。精确的细胞赋值和编辑容易分配水力特性和不活跃的细胞数值绘制折线或多边形网格,或选择单个网格细胞。边界条件可以很容易地复制到其他层内数值模型。更容易的定义抽水井提高抽油井可视化灵活的处理时间序列数据先进的粒子跟踪选项Cell-by-cell可视化基于美国地调局 MODFLOW的地下水模拟行业标准软件 Visual MODFLOW软件能够模拟地下水与地表水的相互作用，以及计算地下水化学特征变化的附加功能，为地下水专业人员提供了一套应对水质、供水与水源保护所必需的工具。MODFLOW 引擎：MODFLOW：2000,2005,NWT: 用于地下水流动模拟的国际标准软件MODFLOW-LGR：区域尺度模拟的共享节点的局部网格细化MODPATH：标准软件包，用于追踪正向和反向粒子轨迹NGO：决定一个井或多个井中最佳的泵和注射速率，当保持合理的系统反响时所能达到的特定目标Zone Budget：用于计算子区域的水量平衡运移软件包MT3DMS：三维运移模型可用于模拟平流、扩散、和溶解成分的化学反应MT3D99：MT3DMS的增强版，包括支持隐式求解器、TVD解决方案、双重孔隙介质的对流扩散、非平衡吸附和Monod动力学和多组分反应，包括一阶亲属关系链反应以及各组分之间的瞬时反应。SEAWAT V.4 ：三维变密度地下水流多种溶质与热传耦合RT3D：模拟反应运移PHT3D：饱和多孔介质中三维反应运移的多组分运移模型。耦合了2个已有的模型，并广泛应用于计算机程序中，如溶质运移模型MT3DMS和USGS地球化学源码PHREEQC-2。参数估计和灵敏度分析PEST v.12.3: 试验点支持自动校准和敏感性分析。扩展模块MODFLOW-SURFAC：三维有限差可变饱和流或土壤气相流模拟工具（仅支持流动模拟）。应用领域评价地下水安全供水量评价地下水修复系统优化灌溉抽水量圈划水源保护区模拟自然降解过程确定风险评估的暴露途径确定含水层存储和恢复的可能性计算矿坑涌水的影响预测海水入侵造成的影响