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8月4日，中國科技期刊卓越行動計劃梯隊期刊Chinese Journal of Chemical Engineering (2020, 28(5):1344-1356,https://doi.org/10.1016/j.cjche.2020.02.026)以封底論文形式發(fā)表了大連理工大學化工學院都健教授團隊在壓力操作路徑設計與換熱器網(wǎng)絡同步綜合方面取得的突破性進展。該成果基于功集成換熱網(wǎng)絡綜合解決過程工程中壓力和溫度同時優(yōu)化的問題，提出拓展分級超結構的MINLP優(yōu)化模型以實現(xiàn)膨脹過程設計和換熱網(wǎng)絡同步綜合?；诖?，針對余熱回收的能量循環(huán)系統(tǒng)與換熱網(wǎng)絡集成問題，提出基于超結構方法以實現(xiàn)換熱網(wǎng)絡和壓縮-吸收復疊制冷系統(tǒng)的同步優(yōu)化，該成果以封面論文形式發(fā)表在化學工程領域TOP期刊Industrial & Engineering Chemistry Research(2020,59(36):16017-16028, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.iecr.0c02776)。

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換熱網(wǎng)絡和膨脹過程、壓縮-吸收復疊制冷系統(tǒng)集成可以進一步優(yōu)化過程的換熱匹配以及提高余熱利用率。該部分研究工作深入探索了膨脹過程和復疊制冷系統(tǒng)與換熱網(wǎng)絡的相互作用機制，對壓力操作路徑和余熱回收循環(huán)分別與過程流股換熱匹配進行權衡，提出了基于超結構的同步集成方法，如圖所示。

膨脹過程與換熱網(wǎng)絡集成框架（左）復疊制冷系統(tǒng)與換熱網(wǎng)絡集成超結構（右）

依據(jù)上述功熱網(wǎng)絡與動力循環(huán)集成方法論的建立，為進一步解決化工過程的資源綜合效率與能源利用集成度較低的問題，提出基于拓展夾點法和動力學建模的動力循環(huán)與工藝過程多層次集成優(yōu)化方法，探究了多品位余熱回收、不確定換熱網(wǎng)絡綜合和工藝過程概念設計的交互作用機制，實現(xiàn)全局能源-資源的高效利用、工藝過程的綠色清潔生產(chǎn)。相關工作發(fā)表在能源化工領域頂級期刊Journal of Cleaner Production(2020, 274:123153, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123153)和Energy Conversion and Management(2020,209:112630, https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.112630; 2020, 214:112890, https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.112890)。

上述論文第一作者分別為博士后莊鈺、博士生孫小靜和李偉達、碩士生周聰聰和李明鑫。該研究工作得到了國家自然科學基金項目（No.21878034、No.21776035）和中國博士后基金特別資助項目（No. 2019TQ0045）的支持。