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。

提出一种基于超构表面透镜双焦点辐射的量子点单光子源结构，该结构对位于双焦点上的量子点和其镜像的辐射光子能实现方向可控的准直出射，并能同时实现左右旋偏振态的按需调控。为提高光子的收集效率，在结构背部设置有一面反射镜，反射光子可以等效为量子点镜像发射的光子。实验制备该量子光源的最大挑战在于如何精确地把量子点和其镜像集成在超构表面透镜的双焦点上。王雪华教授团队通过发展超构表面制备技术和前期研究“三高”量子纠缠光子源【Nature Nanotechnology 14，586（2019）】所发展的定位精度达10纳米的荧光成像精确定位技术，实现了量子点和其镜像与超构表面透镜双焦点的精确重合，演示了到目前为此所报道的最小发散角（3.17度）的准直出射，并实现了左、右旋偏振态分离可调且偏振度达88%的按需调控单光子源。该研究工作提供了基于超构表面调控量子光源的新方案，为推进量子光源性能的按需调控和实用化向前迈出了非常重要的一步。

本系统采用层次化、模块化设计，整个系统由数据采集控制模块、数据传输系统，用户界面和自动反馈系统组成。数据采集控制模块以单片机为核心，传感器采集光照强度、 CO2 浓度、土壤湿度等参数，也可以接收指令实现对风扇、水泵、加热板、 LED灯等控制器件的控制。传输数据时， 485 总线与 Zigbee 无线模块连接，每个数据采集控制模块， 通过无线传输将数据上传至服务器，服务器建立数据库，从而建立专家系统和溯源系统。用户界面分为 PC 终端和移动终端，可以在电脑上和安卓平台的移动设备上实时观测环境参数，并下

本系统采用层次化、模块化设计，整个系统由数据采集控制模块、数据传输系统，用户界面和自动反馈系统组成。数据采集控制模块以单片机为核心，传感器采集光照强度、CO2浓度、土壤湿度等参数，也可以接收指令实现对风扇、水泵、加热板、LED灯等控制器件的控制。传输数据时，485总线与Zigbee无线模块连接，每个数据采集控制模块，通过无线传输将数据上传至服务器，服务器建立数据库，从而建立专家系统和溯源系统。用户界面分为PC终端和移动终端，可以在电脑上和安卓平台的移动设备上实时观测环境参数，并下达指令做出调节。自

一、成果简介 本研究研制的根际调控肥料为一类新型复合肥料，通过控制不同养分组分的比例和添加微量元素、植物生长调节剂等，使其具备能够促进根系生长，增强根系活力，促进根系吸收，提高光合效率，活根，状根，增强作物抗病能力，抑制病菌滋生等作用。本根际调剂肥养分全面、均衡，生产工艺先进，施用方式简单，收益显著，环境友好。广泛适用于作物耕种，园艺，草坪种植，土壤原位改良等方面 二、技术指标 (1)本产

项目的背景及目的 连作障碍是指同一块地连续栽培同一种植物，第二季以后作物生长发育状况极度不良，产量降低和品质变劣，病虫害发生频繁。农民为了防治蔬菜连作障碍，往往过量投入肥料和化学农药，直接导致农作物农药残留超标，食品安全难以保障。农作物食用安全问题已经各级政府和广大消费者等各方面的强烈关注。 从生物防治的角度可对作物连作障碍进行有效防治，根据作物生长的特性和作物连作障碍的发生机制，有针对性地对添加一些天然活性物质和营养物质，可显著地对作

一、成果简介 速溶豆粉，又称豆奶粉、豆乳粉，是我国大豆加工中一种重要的蛋白类制品。速溶是对豆奶粉类产品的基本要求和进一步开发的前提。但是，目前主要通过添加大量碳水化合物（糖、糊精等）、喷涂卵磷脂和造粒等 手段改善豆乳粉的快速分散和悬浮问题，但速溶性仍未得到很好的解决，一直是此类产品的技术瓶颈，更难以生产糖尿病人需求的无糖产品。目前已明确豆乳中蛋白粒子的结构和大小分布对豆乳的性质有重要影响，但是

热物性是新工质及新材料的重要基本性质，也是新型混合工质及复合材料应用的前提和基础。项目组多年来针对新型混合工质及复合材料热物性开展了理论、实验及多尺度模拟技术系统研究，形成了成套化技术。 1、新型复合材料（新型碳材料、环氧树脂、PP、PE等复合材料）微结构设计、综合物性的多尺度模拟预测、材料制备、实验及测试； 2、新型混合工质（气、液）输运性质（PVT、热导率、粘度、比热等）的计算、多尺度模拟预测及测试； 3、新型熔融盐的设计、热物性计算、预测及制备、测试。 4、通过组分、微结构等设计对新工质、新材料进行热物性调控。 可为企业、研究机构新材料及新工质研发及应用提供服务和合作。

本技术以鹅鸭油为脂肪酸供体，采用酶解法制备甘油二酯；以 酪蛋白酸钠等为壁材，鹅鸭油甘油二酯为芯材，羧甲基纤维素钠为乳化剂，通 过冷冻干燥法制备鹅鸭油甘油二酯微胶囊食品添加剂；同时筛选出最佳抗氧化 剂，提高了产品的稳定性和货架期。另外，动物试验表明，鹅鸭油甘油二酯微青岛农业大学科技成果介绍 2017 －45－ 胶囊添加剂具有减肥降脂效果和抗氧化功能。该成果为开发天然食品添加剂提 供了重要技术支撑。 技术优点或者效益预测:甘油二酯是一类甘油三酯中一个脂肪酸被羟基取 代的结构脂质，是天然植物油脂的微量成分及体内脂肪代谢的内源中间产物， 是公认安全（GRAS 认证）的食品成分。甘油二酯在小肠脂质分解和能量利用率 提高，一方面保留了甘油三酯所具有的营养功能；另一方面，具有减少内脏脂 肪、降低血脂和抑制体重增加的作用。广泛应用于食品、医药、化工等行业。 

技术采用了真空冷冻干燥法，避免了血球粉制备过程中与氧的 接触，有效防止了在制备过程中血红素的损耗，避免了现有方法温度过高的缺 点。离心后鹅鸭血球制成血球粉后，克服血液本身易氧化变质的缺陷，有效防 止了加工过程中血红素的损耗，其稳定性及方便性均得到一定提高，大大延长 了产品的货架期，有利于保持血红素的活性。另外，采用酶解法提取血红素避 免了传统有机溶剂法带来的化学污染，填补了鹅鸭血红素提取技术方面的空白。 鹅鸭血红素经冷冻干燥法微胶囊化处理后，可克服血红素本身易氧化的缺陷， 有效防止了加工过程中血红素的损耗，其稳定性及方便性均得到一定提高，大 大延长了产品的货架期，有利于保持血红素的活性。 技术优点或者效益预测:采该发明已经获得了国家发明专利，技术解决了血 红素在空气中很容易氧化，造成活性降低等关键技术问题，为我国鹅鸭血红素 新产品研发提供了新的方法。目前国内外对鹅鸭血有效活性物质和功能缺乏深 入研究，从鹅鸭血中直接提取血红素技术还处于空白，市场上也没有鹅鸭血红 素产品，为此，对该产品的开发利用具有重要意义和市场发展前景。