流态化技术在新型领域中的研究及其应用
分会场召集人：刘梦溪，叶茂
秘书: 闫子涵
主题报告
叶茂
中国科学院大连化学物理研究所
个人简介：叶茂，中科院大连化学物理研究所研究员， 研究部副部长，博士生导师。中国颗粒学会常务理事。中国化工学会过程模拟与仿真专业委员会副主任委员。研究方向为催化反应工程、流态化、多相流动、人工智能与机器学习。2018年获国家万人计划领军人才；2019年获中国化工学会“侯德榜科技创新奖”；2020年获全国石油化学工业优秀科技工作者。
报告题目：人工智能和深度学习在 DMTO 技术开发中的应用
王伟
中石化洛阳工程有限公司
个人简介：王伟，中石化广州（洛阳）工程有限公司技术副总监、颗粒学会理事。从事催化裂化一线工作29年，工作内容覆盖装置设计、操作优化、故障处理及培训教育，担任中国石化举办的《催化裂化装置专家班》二期、三期班主任。担任负责人的催化装置规模总和超3000万吨/年，编撰《催化裂化技术进展与应用》一书的核心章节，获国家科技进步二等奖1次。
报告题目：工业场景下流化床技术组合探讨与技术延伸
孙婧元
浙江大学
个人简介：孙婧元，浙江大学副教授，博士生导师。2013年博士毕业于浙江大学，2014年获英国皇家学会牛顿学者称号，2015-2017年在英国肯特大学从事博士后工作，2017年进入浙江大学化工学院。主要研究方向为介观、微观尺度下的多相流动传递行为、化学反应工程、烯烃聚合、计算流体力学及分子动力学模拟等。以第一或通讯作者在AIChE J.、Chem. Eng. Sci.、Macromolecules等化工、高分子领域顶级期刊发表SCI论文42篇，EI论文10篇。获中国发明专利授权16件，国外专利4件。主持国家自然科学基金青年/面上/重大研究计划子课题、中国石化重点攻关等多个项目。任中国颗粒学会青年理事、中国化工学会过程模拟及仿真专委会青年委员、浙江省石油学会创新工作委员会副主任、《浙江大学学报（英文版）A辑》青年编委等，以及AIChE J.、Chem. Eng. Sci.、化工学报等国内外10余种期刊的长期审稿人。
报告题目：颗粒聚合微环境调控及其在气相法流化床工艺中的应用
报告摘要：我国聚烯烃产业面临通用料结构性过剩、高端料严重依赖进口的困局。突破高端聚烯烃的关键技术已成为提升我国制造业核心竞争力的重大战略需求。以创新工艺技术实现聚烯烃产品高端化为目标，以占据聚烯烃产能50%以上的气相法流化床聚合工艺为突破口，首次发现高碳烃溶剂对产品结构及反应器稳定性的调控作用。据此，分别围绕高碳烃对聚合物链聚集态结构、聚合物颗粒传热传质微环境、聚合反应器复合流型的调控机制进行研究。研究成果作为技术核心之一，支撑了复合流型流化床反应器新技术的开发和工业化应用。
邹正
中国科学院过程工程研究所
个人简介：邹正，中国科学院过程工程研究所青年研究员。主要从事流态化技术和多相流反应工程研究，包括构建宽粒度/聚团流化构效关系模型，建立气固界面结构-传递反应耦合算法，形成固相流化反应CFD优化技术，多项模拟强化措施应用于千吨/十万吨级工业示范并取得显著成效。相关科研成果在CEJ, CES, IECR等主流化工期刊发表论文30余篇（一作20篇），合著专著2部，主持多项国家和省部级项目。现为中国颗粒学会青年理事，《工程研究》期刊编委。
报告题目：基于气固构效理论的流态化工业技术开发
报告摘要：气固两相流理论一直以来都是学术界和工业界关注的焦点。流态化技术作为该学科的典型应用分支，因具有相间接触良好、传质传热高效和连续化易操控等优势，非常有利于强化传递-反应过程，替代落后产能技术以实现工业过程的提质增效，已经在化工、冶金、能源等领域得到广泛应用。然而，由于流化床中存在气泡聚并、颗粒转化、聚团破碎等非稳态行为，致使其空间分布不均、尺寸速度不等、相间界面差异，系统呈现出复杂的非线性非均匀流化结构，进而严重影响气固热质传递与反应效果。现有研究普遍采用均相稳态假设而无法对其进行本征化解析，使得对流化床反应器的工业放大和优化操作缺乏正确指导。针对该问题，作者首先基于对床内非均匀结构特征及形成机制的理论分析，分别依据复杂体系的连续性守恒原理与分解合成方法，构建了气固非均匀结构模型与三传一反关系理论；其次，通过拓展面向应用的传递反应算法框架，实现对气固多维反应体系的综合解析与反应器放大效应的合理评价，有效降低流态化技术开发对中试试验和经验模型的依赖性与不确定性；此外，面对工业应用中普遍存在的粗细颗粒同步转化、气固定向反应强化、复合床型结构优化等共性难点，采用CFD方法耦合结构传递模型，通过对固相停留时间调控、气固反应工艺筛选、多级反应协同设计等关键科学问题的探索研究，构建了具有鲜明创新特色的气固构效关系理论。最终，基于该理论成功应用开发了2千吨/年钒钛磁铁矿直接还原、10万吨/年难选铁矿磁化焙烧、20万吨/年低品位锰矿还原、12万吨/年氢氧化铝煅烧制备α-氧化铝、50万吨/年复杂铁锰矿定向还原焙烧等中试和产业化项目，有效实现了气固流态化反应系统的过程强化与效能提升，产生了显著的经济和社会效益。
刘新华
中国科学院过程工程研究所
个人简介：刘新华，中国科学院过程工程研究所研究员，主要从事流态化与多相流等复杂系统的应用基础研究，致力于煤与生物质等固体燃料的清洁高效燃烧利用技术开发。建立了基于介尺度结构的气固复杂系统多流域、全回路稳态模型，并与CFD耦合显著提高其精度和效率；发展和完善固体燃料高效低NOx解耦燃烧技术并进行规模化应用示范。获得中国科协求是杰出青年成果转化奖、中国发明专利优秀奖、中国分析测试协会科学技术奖一等奖、中国仪器仪表学会科学技术奖一等奖和中国煤炭工业协会科学技术奖二等奖等。
报告题目：Development and validation of a machine learning model for predicting bubble properties in gas-solid fluidization
报告摘要：Prediction of bubble properties in gas-solid fluidization is greatly dependent on empirical correlations subject to macroscale operating conditions, which is however incapable of predicting predict local bubble behavior due to ignoring the intrinsic effects of local hydrodynamic parameters. This work aims to develop a predictive model for bubble diameter and velocity using a machine learning-based approach. Based on highly resolved simulations for gas-solid bubbling beds, a novel bubble identification technique was proposed by adopting the image processing technique to determine bubble characteristics and corresponding local flow hydrodynamics. The relativity of bubble properties on various impacting factors was analyzed by using the methods of correlation analysis and random forest, by which the key factors were determined as the candidate input variables for the Deep Neural Network (DNN). Local and global hydrodynamic parameters (e.g., Reynolds number, voidage, superficial gas velocity) as well as axial and radial locations were selected as candidate input variables for predicting bubble properties. Various combinations of input variables were quantitatively evaluated on the training dataset. The model with the inputs of complete candidate variables yielded the best prediction with acceptable prediction accuracy. Coupling the DNN model with the EMMS drag model, satisfying agreement with the experiments was achieved in coarse-grid simulations, indicating the prediction capability of the DNN model for local bubble properties in gas-solid fluidization.
肖睿
东南大学
个人简介：肖睿，教授、博士生导师，东南大学能源与环境学院院长，能源热转换及其过程测控教育部重点实验室主任，国家杰出青年基金获得者，教育部“长江学者”特聘教授，国家“万人计划”科技创新领军人才。发表论文380余篇，论文被SCI他引12000余次，授权国家发明专利40余件，美国发明专利3件，申请PCT专利8件。以第一完成人身份获得国家科技进步二等奖1项、省部级一等奖3项，以主要完成人身份获其他省部级奖5项。江苏省能源研究会理事长，中国可再生能源学会生物质能专委会副理事长，《Fuel Processing Technology》副主编，《International Journal of Greenhouse Gas Control》、《太阳能学报》等10余种刊物编委。
报告题目：生物质化学链制氢同步脱碳反应器流动传热与反应协同
报告摘要：氢能是未来碳中和时代重要的能源载体，发展可再生能源规模化制氢是实现我国“双碳”战略目标的内在要求。生物质化学链制氢有望实现规模化制氢与二氧化碳同步脱除，是一种具有应用前景的负碳制绿氢技术。现有生物质化学链循环制氢反应器需要生物质热解气化、脱碳、制氢、氧化等4个反应装置，系统复杂，难以获得稳定的运行区间，需要创新化学链循环反应器，掌握制氢脱碳反应与热质传递协同调控机制。报告介绍了一种新型串行循环流化床反应器，通过移动床内分区耦联，将生物质热解气化、脱碳、载氧体氧化三个反应过程进行耦联，在两个反应器内完成生物质制氢与同步脱碳，大幅简化了反应系统，提高反应器循环稳定性和制氢脱碳效率。
邀请报告
范怡平
中国石油大学（北京）
个人简介：范怡平，中国石油大学（北京）副教授，硕士生导师。近年来主持国家自然科学基金2项；参加973、中石油、中石化等项目20余项；授权专利30余件；发表论文80余篇，其中SCI、EI收录40余篇。2022年获得中国颗粒学会技术发明一等奖。
报告题目：提升管-下行床中颗粒浓度径向分布的力学分析
贺宇飞
北京化工大学
个人简介：贺宇飞，男，1988 年生，博士，副教授。2010 年毕业于武汉理工大学，获工学学士学位，2016 年毕业于北京化工大学化学工程与技术专业，获博士学位。2013 年 7 月至 2014 年 7 月，作为联合培养博士在英国卡迪夫大学学习。2016 年7 月至今于北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室工作。主要研究方向是多相催化、催化新材料和生物质转化。作为项目负责人承担国家重点研发计划青年科学家项目1项，国家自然科学基金青年基金项目 1 项，国家自然科学基金面上项目 1 项，参与国家重点研发计划 2项。截止目前，在化学和化工领域的主流刊物上发表论文 30 余篇，作为主要发明人申请授权专利 13 项，含美国专利 1 项。2021 年入选江苏省“双创人才”项目计划。
报告题目：纳米催化剂的封装及新型流化床的构建
报告摘要：纳米催化在科学层面已取得诸多研究成果，纳米催化技术也逐步进入工程化和产业化应用阶段，但纳米催化剂工程化面临的突出问题是催化剂成型往往导致其结构优势的部分或完全丧失，并产生传质和传热等系列新问题。若回避催化剂成型，难以构筑适合工程化实施的纳米催化剂反应床结构和反应系统，尤其是量大且应用广泛的多相催化体系，催化剂成型和反应床形式所导致的反应工程问题更加突出。在本工作中，课题组提出了一种外部为多孔氧化铝壳层，内部封装Pd/Al2O3纳米催化剂的毫米级中空球形催化剂，并构建了新型固定-流化催化体系。在新体系中，多孔氧化铝壳层整体固定，而氧化铝内部的Pd/Al2O3受反应物流体扰动在空腔内进行限域流化。将该过程强化体系应用于蒽醌加氢制过氧化氢反应中，相比于固定床中的实心球形Pd催化剂，内部封装Pd/Al2O3的毫米级中空球形催化剂表现出优秀的氢化性能，在50℃的反应温度下TOF值可达609 h-1，氢化性能的大幅提高可归结为催化床层中传质和传热过程的强化以及氧化铝空腔结构对氢气的储存和减缓释放。
刘马林
清华大学
个人简介：刘马林，学术方向为先进核燃料设计、制备与性能评价。已发表论文120 余篇（SCI 论文80余篇），申请专利47项（授权36项），获软件著作权5 项，参与出版著作4本。入选国家“万人计划”青年拔尖人才，获得中国化工学会侯德榜化工科学技术奖“青年奖” ，中国颗粒学会“青年颗粒学奖” ，江苏省双创人才，中国核能行业协会科技进步一等奖等多项奖励。担任中国核学会核材料分会理事，中国颗粒学会青年理事，中国化工学会过程模拟与仿真专委会青年委员等。
报告题目：流态化在核燃料领域的一些基础和应用研究
王子良
山东大学
个人简介：王子良，山东大学能源与动力学院教授，博士生导师。山东省固废绿色材料工程实验室副主任，加拿大中国科学技术协会常务理事，中国可再生能源学会生物质能专业委员会会员，江苏省海外专家工作室成员。主要从事流态化技术、新型多相流反应器、生物质/有机固废热化学转化技术与装备等方向的研究工作。承担山东省优秀青年科学基金项目、山东大学高层次人才计划齐鲁青年学者项目等。2022年获得“创业沂蒙·共赢未来”高层次人才创新创业大赛优胜奖。
报告题目：新型流态化技术在生物质热转化过程中的应用基础研究和装备创制
熊勤钢
华南理工大学
个人简介：熊勤钢，华南理工大学教授，博士生导师。主要从事制浆造纸过程中纤维悬浮液传递过程、流化床生物质快速热解的计算流体力学模拟等方面的研究和应用。以第一/通讯作者发表学术论文76篇（其中ESI热点论文2篇，ESI高被引论文5篇，SCI他引1500余次），合著科研专著3本（章节），申请PCT国际、美国、中国专利各1项。担任化学工程领域知名SCI期刊Chemical Engineering and Processing: Process Intensification的青年顾问编委。
报告题目：生物质颗粒热解粒内传递模拟低维模型开发及应用
吴沛文
江苏大学
个人简介：吴沛文，江苏大学化学化工学院副教授，硕士生导师。研究方向为化石能源清洁利用，侧重二维催化材料、新型离子液体及金属催化剂、新型吸附剂及萃取剂的设计合成及其在汽柴油超深度脱硫氮中应用研究。承担国家重点研发项目子课题任务、国家自然科学基金青年基金项目、江苏省自然科学基金项目等多个科研项目。在Nature Communications等期刊发表SCI研究论文80余篇，被引3500余次，H因子32。
报告题目：金属纳米颗粒催化剂的调控及其用于柴油资源化脱硫性能研究
闫子涵
中国石油大学（北京）
个人简介：闫子涵，中国石油大学（北京）化学工程与环境学院副教授，中国颗粒学会青年理事。主要研究方向为多相流反应器开发、流态化技术、多相流传递与分离。近年来主持国家自然科学青年基金1项，博士后创新人才支持计划1项，参与国家重点研发计划青年科学家项目1项。以第一作者在国内外期刊发表论文20余篇。2020年获得中国颗粒学会优秀博士论文奖。
报告题目：射流-多相流耦合体系的流场协同强化与装备开发
汪键
安徽理工大学
个人简介：汪键，安徽理工大学机械工程学院副教授。近年来主持安徽省高校基金重点项目“聚变包层粗细颗粒迁移及沉积机理研究” ，人才启动基金“包层球床颗粒材料破碎动力学的CFD-DEM研究” 等。研究成果在Powder Technology、Fusion Engineering and Design等期刊发表论文多篇，并多次在国内外学术会议展示成果，受邀担任国际会议ICCCR 2023分会主席。
报告题目：氚增殖包层内氦气吹扫氛围下正硅酸锂碎片在迂曲流道内的颗粒运动特性数 值研究
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