[00034437]搅拌反应器混沌混合强化技术及应用

成果简介： 针对化工搅拌反应器内流体混合存在的能耗高、效率低及放大难等问题，团 队通过过程强化理论和非线性动力学原理的创新与应用，并与工艺创新和装备创 新相结合，实现了搅拌反应器放大新技术。 同时，还发现了混沌混合调控流场结构以及强化高粘度流体混沌混合过程的 规律；研发出刚柔组合桨和高粘度流体混沌混合技术；研发出多相流搅拌强化技 术；研发了电机换向耦合刚柔组合桨强化技术等新技术。相关技术已在重庆、广 西、四川等地得到了应用和推广，并与企业合作形成了 “搅拌反应器混沌混合强 化技术及应用”科技成果，通过专家鉴定，项目技术总体达到国际先进水平，其 中在刚柔组合搅拌桨及流体混沌混合强化技术的工业应用方面处于国际领先水 平。项目自2009年以来，申请国家发明专利9项（已获授权4项），发表学术 论文34篇，出版专著1部，软件著作权1项，国际发明创业奖•项目奖金奖1 项。 市场及经济效益分析： 由于本技术的应用，重庆武陵猛业有限公司累计新增产值6905. 32万元，新 增利润1657. 67万元，新增税收925. 49万元；秀山县嘉源矿业有限责任公司累 计新增产值48813. 08万元，新增利润10986. 93万元，新增税收5680. 97万元； 中信大镒矿业有限公司每年减少镒渣排放2万吨/年，累计新增产值6492. 94万 元，新增利润2024. 82万元，新增税收1065. 14万元；西南合成医药集团有限公 司累计新增产值10086. 86万元，新增利润1697. 14万元，新增税收850. 59万元; 重庆三峡水务有限公司的聚丙烯酰胺（PAM）的溶解过程中“鱼眼"现象得到消 除，混合更加均匀，减少污泥排放量19.7%,降低了污水处理的能耗和成本，每 年可节约运行成本约40万元;攀钢集团西昌钢机公司吨猛平均电耗为10158kW加 每生产It金属镒需要物料成本11472元，利润为1528元，累计新增产值405. 17 万元，新增利润70. 37万元，新增税收35. 64万元。通过对以上企业的发展现状 调研，明确了资源综合利用和节能减排等相关技术发展要求。随着技术进一步在 全国集成推广，将有效提升我国流体混沌混合节能减排技术水平，推进化学工程 与技术一级学科的发展。 团队介绍： 团队隶属于化工过程强化与反应国家地方联合工程实验室，主要成员有刘作 华教授，陶长元教授，刘仁龙教授，杜军教授等。团队以“节能减排、绿色化工” 为主题，努力构建对外科研合作平台，深化产学研活动，推进科研成果转化，积 极服务于国家经济建设主战场。在化工过程强化方面，拥有必要的数据采集与挖 掘/数值模拟软件及3套搅拌反应器等实验所需设备，曾获国家自然科学基金重 点项目/面上项目和重庆市自然科学基金重点项目的支持，有较强的研究基础和 丰富的经验积累。探索出浸取、萃取、电解等基本资源湿法加工过程中的非线性、 非平衡现象，揭示出多场耦合强化作用下浸取、萃取、电解等基本过程的非线性 机制和潜在作用，出开发基于多场耦合强化的高效浸取、萃取、电解等新工艺， 获重庆市科技进步奖一等奖2项、中国循环经济科技奖1项、中国有色金属工业 技术发明一等奖1项。开发了提取最大Lyapunov指数、宏观不稳定频率、多尺 度痼等流场非线性特征参数的软件，并获得软件著作权。