新能源与高效节能

在国家科技进步二等奖“高效立体传质塔板CTST技术”和河北省技术发明一等奖“化工过程能量集成关键技术及节能新工艺”基础上，继续进行了化工分离过程的节能创新。建立了热耦合精馏系统的节能研究体系和广义换热网络结构模型和控制模型，研发了多项节能降耗新分离工艺技术，成功应用于石油、化工、制药等行业，大幅度提高了装置效能，达到了节能、减排、降耗和节省投资等效果，创造了巨大的经济效益和社会效益。开发了粗苯精制体系的系统能量优化技术，使单元能量利用效率提高20%以上，整套节能达25%以上；并研发出多项节能降耗新工艺，在保证产品质量、优化生产流程的同时，节能可达20%-60%。该项技术获得2018年“中国产学研合作创新成果二等奖”。 开创了隔壁塔技术在国内工业应用先河，对隔壁塔相关技术推广起到了示范带头作用。建成中试系列隔板塔、热耦合塔、常规塔器6台（套），可进行中试及生产级别的相关性能测试，对解决化工分离过程中的部分难题提供了可能。 获得批准建设“化工节能过程集成与资源利用国家-地方联合工程实验室”，实现河北工业大学化学工程与技术学科国家级平台零的突破。每年为企业进行培训超过400人次，实现了从学校到工厂的卓越工程师人才培养纵深发展，促进了合作企业人才素质和研发能力的提升。在组织指导全国大学生化工设计竞赛中，连续8年获得全国一等奖，参赛大学生总数占我校化工类专业总人数的80%以上。研究团队在人才培养工作的突出成绩，2018年1月22日被评为教育部首批“全国高校黄大年式教师团队”称号。

化工、制药等是河北省的支柱性产业，而精馏是化工、制药过程中最重要的分离技术。但是，当前化工、制药行业亟需解决传统精馏的高能耗和低热效率的问题。据统计，化工、制药过程中40%-70%的能耗用于分离过程，而其中精馏过程占95%，并且能源消耗以煤炭为主。在当今世界能源价格日益趋高，石油、煤等矿产资源日益减少的情况下，高耗能的工业过程必将因操作成本不断增加而面临更大的挑战。根据国家碳达峰碳中和综合工作方案的发展战略，研发和推广高效节能的精馏技术具有非常重要的意义。 对于化工生产中的多组分分离提纯过程，隔壁塔可避免精馏过程中间组分的返混效应，从而极大地提高了热力学效率，它是精馏过程集成强化最具代表性的一种有效手段，是当前精馏节能的研究热点之一，可节约精馏过程能耗的30%-50%。但隔壁塔由于具有更多设计自由度，设计参数间存在复杂的交互作用关系，因此其设计与控制比传统精馏塔更复杂。对隔壁塔进行工业化研究及开发应用是需要通过科技创新解决的关键核心技术瓶颈，这可显著提高化工过程的技术装备水平，推动行业节能降耗的技术进步，引领行业发展趋势。