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计算反应工程与生物冶金课题组
发布时间:2022-03-29

课题组组长:杨超

课题组简介:

化工、冶金、材料、环境等领域中普遍涉及非均相(多相)体系(液-固、液-液、气-液、气--固、液--固、气--液、液--液等)和非均相反应器。非均相反应器设计与放大,一直是化工学科三传一反研究与工程开发的挑战性问题,制约新工艺研发、降耗节能减排与高端产品的生产。

研究目标与方向:

化学反应工程与多相传递

Chemical Reaction Engineering & Multiphase Transport

多相过程装备的设计、放大、优化及调控

Design, Scaled-up, Optimization and Manipulation of Multiphase Process and Equipment

固体动力复合材料和含能材料、电子信息化学品制备工程

Engineering aspects for preparing composite and energetic materials for solid propulsion, and electronic chemicals

生物湿法冶金、绿色化工

Biohydrometallurgy, Green Chemical Engineering

课题组现有在职固定研究人员19人(其中研究员6人,副研究员8人,助理研究员5人),返聘和项目聘任人员4人,博士后2人,博士生和硕士生约40人。

成员组成:

研究员:杨超,张广积,雍玉梅,程景才,王朵,冯鑫;

副研究员:徐俊波,张庆华,张伟鹏,张妍,陈杰,段晓霞,向文超,李媛媛;

中级及其它:姜跃佳,梁爽,李峥,赵思萍,白慧娟;

博士后:徐银香,王浩亮。

重点进展:

课题组主要研究领域与成果:课题组针对反应器工程放大与强化设计难题,建立非均相反应器理论新模型,自编了镜像流体法、Level SetLattice Boltzmann、耗散粒子动力学、多相显式代数应力模型、多相大涡模拟等算法软件,研制了非均相反应器在线测量仪器,揭示从分子、纳微米尺度、颗粒(气泡、液滴和固体颗粒)尺度到宏观反应器尺度的非均相流动、混合、传递与反应过程的机理和规律,发明了非均相搅拌反应器数值放大技术,开发了反应器性能精准调控技术,模型→计算→装备→工艺,实现从非均相反应器理论模型到工业应用,研究成果应用于中石化、中石油、湖北兴发等企业的己内酰胺、有机硅、湿电子化学品、固体动力材料等生产工艺,经济和社会效益显著。

科研成果:

获奖:

1. 2019年 国家科学技术进步奖二等奖,芯片用超高纯电子级磷酸及高选择性蚀刻液生产关键技术

2. 2015年 国家技术发明奖二等奖,含高浓度分散相的搅拌反应器数值放大与混合强化的新技术

3. 2009年,国家自然科学奖二等奖,多相体系的化学反应工程和反应器的基础研究及应用

4. 2016年,何梁何利基金科学与技术创新奖:杨超

5. 2011年 中国青年科技奖 : 杨超

6. 2018年 中国石油和化学工业联合会科技进步奖一等奖,气液固多相反应器的非均相特性在线测量技术与工业应用

7. 2009,中国石油和化学工业协会技术发明奖一等奖,基于数值模拟的多相搅拌槽反应器设计和工业应用

专著:

1. 2014Numerical Simulation of Multiphase Reactors with Continuous Liquid Phase: Chao Yang and Zai-Sha Mao, Academic Press (Elsevier), 2014

2. 化学反应器中的宏观与微观混合: 毛在砂、杨超,化学工业出版社,2020

3. 多相反应器的设计、放大和过程强化: 杨超、毛在砂等,化学工业出版社,2020


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