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。

XM-818A人胚受精、卵裂和胚泡形成过程模型   XM-818A人胚受精、卵裂和胚泡形成过程模型由14部件组成，显示受精卵、卵裂球、受精后3天的桑椹胚、受精后5天的胚泡、受精后7天的胚泡、受精后12天的两胚层期胚、受精后18天的三胚层期胚、三胚层期胚放大并附有体蒂和绒毛膜、受精后23天的体节时期人胚、受精后25天的胚及胎膜全部、胎膜与胚胎以及胚内部构造、受精卵植入子宫内膜过程。 尺寸：放大 材质：玻璃钢材料

本项目以高温含尘废气治理为目标，开展以高性能大规格壁流式蜂窝陶瓷为核心过滤元件的高温除尘装置的研究开发，得到了“十二五”国家科技支撑计划的支持。课题研究开发出室温至800℃平均热膨胀系数为≤1.6×10-6℃-1的超低热膨胀系数堇青石及堇青石基复合陶瓷材料；研究开发了具有自主知识产权的大规格高性能壁流式蜂窝陶瓷及其制备技术，形成了产业化中试技术，建立了中试生产线；计研发制造出以大规格壁流式蜂窝陶瓷为核心过滤元件的高温含尘烟气净化装备，烟气处理量为≥10000 m3/h，过滤后烟气粉尘浓度为≤15 mg/m3；申请发明专利7项、实用新型专利2项，发表学术论文5篇；制定大规格壁流式蜂窝陶瓷企业标准1项。课题研究成果能够很好的解决当前高温含尘废气排放超标与高温废气余热利用的关键技术难题。该课题已于2014年4月29日通过了中国轻工业联合会组织的验收，相关技术与性能指标达到国际同类产品先进水平。

几年，随着消费电子（手机、智能手表等）、生物医疗需求的快速发展，尤其是代表下一代柔性移动显示屏OLED的巨大应用市场驱动下，超快激光精密微加工产业在世界范围内迅速增长。与传统的纳秒长脉冲相比，脉宽小于15皮秒的超快激光器用于材料加工时，由于脉冲的持续时间短于材料的热弛豫时间，在加工过程中避免热效应，基本不带来附加损伤和毛刺，适合于微米乃至纳米精度的超精细冷加工。超快激光的瞬间功率极大，几乎可以和任何材料相互作用，因此适用于超快激光加工的材料范围几乎不受限制，尤其有优势的加工对象包括玻璃、蓝宝石、陶瓷、太阳能薄膜、半导体晶圆、特种合金、精密医疗器件等。

技术简介： 1.矿用混凝土材料及制备专用设备研究：优化泵送湿喷混凝土配合比设计方法；研发了新型外加剂及其定量添加装置；发明了矿用单卧轴强制式混凝土搅拌机；  2.泵送湿式喷射机（组）及混凝土管道输送理论研究：发明了混凝土湿式喷射机（组）；设计建造了矿用喷射混凝土100m长距离输送试验系统； 3.矿用喷射辅助机械手及喷射工艺研究：优化设计了轻型喷头；研发了喷射辅助机械手；研究了混凝土喷射射流结构、回弹机理； 创新点及性能指标: 本项目所完成的矿用混凝土湿式喷射关键技术及其成套装备的研发，不仅在全国范围首次完成了煤矿湿喷成套装备的研发，成功替代了国外进口产品，同时在技术上保持了国内领先优势。湿喷粉尘浓度可控制在10mg/m3以内，从根本上实现了喷浆控尘；喷射混凝土平均回弹率可降至12%左右，大大降低了喷浆回弹损失；高质量的喷射混凝土支护层可以有效减少巷道二次支护工作量和巷道维护工作量。

“海藻纤维制备产业化成套技术及装备”是在国家863计划重点项目、国家973计划研究专项、山东省自主创新专项、山东省自主创新成果转化重大专项等支持下取得的重大成果，在国际上首创纺织用海藻纤维制备关键技术、无脱水剂纤维后加工技术、原液着色技术等关键技术及装备，水平国际领先。耐盐、耐洗涤剂海藻纤维技术获得美国、欧洲、日本、韩国等专利授权，在原料、纤维、制品及检测等方面制定国家、行业、团体标准4项。 海藻纤维具有优异的本质阻燃性、抗菌防霉性、生物降解性和亲肤性等，在纺织服装、生物医用、卫生护理和阻燃工程等领域有着广阔的应用前景。2018年青岛大学研发团队以相关技术成果作价入股成立纺织用海藻纤维产业化公司，建设了世界上产能最大、技术装备先进的生产线，进一步推动海藻纤维的产业化、市场化。 我国化学纤维年产量已达6千余万吨，海藻纤维具有优良的综合性能功能，而且原料可再生、制品废弃后可生物降解，通过替代石油基化学纤维的应用，对解决石油短缺和“微塑料”“白色污染”等资源环境问题具有重要意义，经济社会效益显著。

面向大尺寸高精度陶瓷及其复合材料复杂形状结构的成形，基于面曝光技术，开发了专用大尺寸陶瓷增材制造成形装备及相关工艺。 技术特征 基于面曝光技术的陶瓷预制体成形设备可成形ZrO2、Al2O3陶瓷预制体，利用微透镜阵列聚焦及光斑微偏移技术，分辨率可提升到37.5μm，结合收缩预测技术，大大提高陶瓷成形精度，成形尺寸达270mm×300mm×450mm，成形相对精度达到±1%，同时配套研发了无缺陷脱脂与烧结工艺，烧结样件致密度可达97%。

项目立足于国家粮食高产稳产增收等重大战略需求，持续进行马铃薯机械化产学研联合攻关研发，发明了马铃薯全程机械化种植技术，提出了马铃薯高台大垄机械化栽培技术和机械化种植合理密度、水肥耦合增产集成技术栽培模式；创制了具有自主知识产权的马铃薯机械化种植的气吸播种、动力中耕除草培土防病虫害、除马铃薯秧叶、收获及分级处理5种全程机械化装备；解决了马铃薯机械化作业效率低难度大等技术难题，显著推动了马铃薯机械化装备升级换代和行业科技的提升，实现了农机农艺农技相结合的马铃薯机械化粮食增产目标。项目主要发明点如下： （1）探明了智能动态供种和负压吸种正压吹种组合作用的气吸式马铃薯播种新理论，创新了基于无液体润滑的陶瓷镀层凸凹锥体动态紧配密封的排种器气室新结构；破解了排种器因取种区供种量不恒定而取种难和排种时前惯性力作用而引起的零速投种技术难题，创制了常规薯和微型薯兼用的气吸式马铃薯精量排种器，集成创制出高速智能气吸式马铃薯精量播种机。填补了我国无气吸式马铃薯播种机田间应用的空白。 （2）项目首次基于分体刀辊独立驱动仿垄形碎土培土除草技术，提出了马铃薯动力中耕机具防除病害理论，创建了刀辊双螺旋导向输送防堵和立刀仿垄形螺旋刀辊排列技术，发明了动力中耕除草培土防害驱动式马铃薯中耕培土机。 （3）提出了马铃薯茎叶粉碎还田刀具的双刃口双旋向空间曲线设计理论，创建了双螺旋排列仿垄形清除茎叶新方法，发明了系列多功能正反转作用刀具及刀辊，突破了马铃薯除茎叶难的技术瓶颈；创制了系列马铃薯双螺旋交错组合式刀辊总成，解决了马铃薯机械化除茎叶的难题。 （4）发明了马铃薯收获机防堵技术，创制了切导土浮动圆盘减阻系统，解决了因马铃薯收获机喂入量动态不恒定导致的堵塞壅土难题；发明了去硬杂物防阻自调技术，创制了自转增隙自复位除石或硬杂物等减阻装置，解决了马铃薯收获过程中田间石块等硬杂物产生的突变阻力或卡死升运分离部件的技术难题。 （5）基于马铃薯收获升运分离技术，提出了升运链长度、频率、振幅与土壤含水率等土壤特性相匹配的薯土分离规律，创制了马铃薯收获机升运分离总成，解决了马铃薯收获机因升运分离能力差而影响马铃薯收获机收获质量的问题；避免了因升运分离技术不佳导致马铃薯机械损伤的技术难题。 （6）项目提出了马铃薯四垄归一垄的马铃薯收获新方法，创建了具有横向换向功能马铃薯横向归垄技术，创制了马铃薯收获机专用的归垄装置，解决了马铃薯收获过程中捡拾难效率低的难题。 （7）针对目前马铃薯分级机分级级数少、规格范围不可调的技术难题，发明了无级调节技术，创制了马铃薯分级机无级调控机构，解决了马铃薯分级机级数规格不可调不可控的问题。 目前该成果在东北、西北、西南、中原等马铃薯主产区大面积应用推广，满足马铃薯栽培区北方一作区和中原二作区的马铃薯机械化种植。5种装备经样机试验、性能测试生产考核技术已成熟，获得自主知识产权30余件。本项目创制的系列马铃薯装备，为马铃薯机械化种植提供可靠技术保障，为保证国家粮食安全做出了贡献。