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中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室(能源与材料研究中心)

2009-09-08 06:02:16  作者:中国科学院过程工程研究所  来源:中国科学院过程工程研究所  浏览次数:223  文字大小:【】【】【
关键字:多相复杂系统

多相反应是研究颗粒和流体同时存在的系统中物质运动、传递和转化过程共性规律的科学,已成为化学工程科学的重要研究领域,其原理在能源转化、资源利用、材料制备和环境保护等领域得到广泛应用。多相反应研究的主要内容是颗粒及其周围介质(气体或液体)在分子、纳/微米、单颗粒、颗粒团聚、设备和工厂等多个尺度下的运动、传递、分相和反应过程。认识这四种过程在多个尺度下的变化规律及其相互关系,是对多相反应系统进行量化设计、工艺放大和优化操作的关键。从纳米微观尺度的理化过程,到反应设备宏观尺度的过程系统集成,以及这些过程的计算机模拟与仿真是当前该学科发展的前沿。

 

多相反应重点实验室是在原流态化实验室和联合国资助项目基础上1986年由中国科学院批准成立并对外开放,199910月经中科院批准进入知识创新工程试点。近年来,实验室确立了以能源转化、材料制备等复杂多相反应体系为研究对象,以不同尺度的多相结构为重点,以多尺度方法和离散化方法为核心,致力于计算机仿真,并行计算,网上计算和虚拟过程等研究。其中,能源转化以煤、生物质为主要研究对象,重点研究洁净煤加工技术,开发新型、高效、低污染的能源转化工艺和设备,解决目前能源转化过程中效率低、污染物排放高等问题。材料制备则针对能源、资源、环境、生物和化工等领域的需求,开发新工艺、新设备,研制新材料,并逐步实现产业化。功能纳米材料的制备理论与方法是该学科的研究热点。

 

近年来,实验室获国际奖2项,国家自然科学二等奖和三等奖各1项、国家科技进步二等奖1项和中科院及省部级奖等共20余项;出版中英文专著18部,申请专利46项,批准专利28项。实验室现有中国科学院院士2人,杰出青年基金获得者2人,中国科学院百人计划入选者3人,实验室拥有多台大型仪器设备,如计算机集群并行计算系统、激光相位多普勒颗粒动态测量系统、色质联用系统、颗粒性质测试系统、环境扫描电镜等11台(套)。还有根据科研的特殊需要自行研制的实验装置,如流态化垃圾焚烧实验装置、快速流态化燃煤实验装置、生物质流态化热解气化装置、超临界流体流态化试验装置、单颗粒超声悬浮试验装置、大型循环流化床及下行床冷模试验装置等10余套。

 

实验室重视与国内外同行交流与合作,近年来主办的国际会议有第五届国际循环流化床会议(北京.1996年)第十届国际流态化会议(北京.2001年)等,并与瑞士联邦理工大学合作建立了中瑞联合实验室。

 

近几年实验室的研究方向和主要研究内容为:

 

l         纳微米尺度的物理和化学过程

l         介观结构分子模拟和离散化方法

l         颗粒材料的制备及表面/界面调控

l         煤炭分级转化和解耦燃烧

l         非均匀多相系统的结构及其传递性能

l         复杂系统及多尺度方法

l         多相反应器的模拟和仿真

l         数据信息资源和并行计算

 

实验室的奋斗目标是:通过认识多相反应系统中各种形式的时空多尺度结构形成的机制,建立对多相反应系统中流动、传递和反应过程进行量化设计、放大和调控的方法和理论。发展新的工艺,并具备将新工艺直接产业化的能力,并在解决具体工程问题的过程中,认识复杂系统的共性规律,建立分析复杂系统的多尺度方法。成为具有重要影响的多相反应和复杂系统的科研中心和为工业界提供服务的技术中心。

 

更多信息请访问:多相复杂系统国家重点实验室

责任编辑:admin


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