气体分离与净化团队现有副教授/副研究员4名。

研究方向包括气体分离与净化过程从基础理论到关键设备的贯通式研发。

一、气体分离理论研究-分子模拟

        气体分离过程涉及气体分子在吸附床轴向、径向外扩散以及吸附剂微孔内扩散的动态传质，其复杂非线性特征对气体吸附分离速率的准确预测提出挑战。通过分子模拟，可以得到多组分的吸附平衡数据、吸附动力学数据与吸附热力学数据，这些数据对于深入吸附理论研究具有重要的意义。

二、气体分离材料与技术开发-吸附炭纸与吸附转轮

        吸附炭纸具有吸附量高，易再生与阻燃性高等特点，配合转轮吸附技术，具备VOCs净化效率高，处理风量大，设备结构紧凑，吸附剂再生能耗低，工艺投资与运行成本低等优势。

三、气体分离过程多尺度模拟与强化

         基于CFD思想构建多尺度计算传质学方法，借助课题组配备的高性能服务器，耦合求解连续性/运动/能量/传质方程，可以实现气体分离装置内流动/传热/传质过程（三传）的准确实时模拟，得到设备内任意位置、任意时刻下速度、温度、气体组分浓度的全局数据，为气体分离过程强化提供理论支撑。

四、气体分离工艺模拟、大数据与机理混合建模优化与控制

        随着计算机处理能力的大幅提升，工艺过程和机器学习的耦合吸引了大部分研究者的关注。在PSE全周期中，这些先进的数据驱动算法和模型在PSA模拟、优化甚至在线控制中扮演着重要的作用。课题组基于过去二十年来对传统变压吸附机理模型的深刻理解，结合商用的Aspen Adsorption软件或者自编程，开发了一整套用于PSA的智能算法，大大降低了传统模拟的计算量，实现了复杂工艺的实时优化和控制。

五、气体分离关键设备研发及工业应用

六、精馏及结晶工艺研发及工业应用

       在对有机物进行分离的方法中，也进行溶剂结晶，熔融结晶的实验探究，设计生产多种结晶器，包括水浴、油浴、电镀膜等多种伴热措施；对实际生产的煤焦油进行组分分离提纯方面，开展精馏工艺包的开发，精馏塔的设计，实验室的小试为之后工厂的中试放大提供重要数据支撑。

• 团队常年招收硕士、博士研究生（含校内外推免、夏令营、普通招考），欢迎报考！

联系人：张老师 13312141279；邮箱 donghuizhang@tju.edu.cn

• 团队在以下研究方向上常年接收本科生科研创新训练（含大创项目、毕业设计、实习等），欢迎各年级本科生的加入！

1、分子动力学模拟与吸附剂开发；2、变压吸附实验与流程模拟（制氢/制氧/碳捕集技术等）；3、吸附分离过程的多尺度分析与模拟（固定床/流化床技术等）；4、复杂变压吸附工艺大数据与机理混合建模优化与控制；5、基于人工智能、大数据的吸附剂材料研发；6、精馏实验与流程模拟（低温精馏/空分技术等）。

联系人：李老师 13820111074（同微信），邮箱 richard@tju.edu.cn

承担科技部国家重点研发、国家自然科学基金、天津市自然科学基金、企业委托项目50余项：

1.教育部回国留学人员启动资金项目，超临界流体介质中沉淀聚合制备聚合物微粒子，项目负责人

2.利用余热生产燃烧用富氧空气的工艺开发，天津市科技支撑项目，项目负责人

3.中石油吉化集团公司a 烯烃下游产品开发，吉化集团公司，项目负责人

4.中国石油吉林石化公司聚异丁烯下游产品的开发，项目负责人

5.中国石化总公司资助氮/乙烯吸附分离，项目负责人

6.丙烯吸附精脱硫工艺的开发，中国石油吉林石化公司， 项目负责人

7.天然气中微量甲硫醚新颖吸附剂的开发， 中国石油，子项目负责人

8.炼厂干气变压吸附制乙烯，吉林石化公司，项目负责人

9.污泥脱水工艺的开发， 广东梅州环保设备公司，项目负责人

10.三乙基铝精馏工艺，辽宁向阳化工厂， 项目负责人

11.镀镍树脂中镍的回收，天津津金实业公司，项目负责人

12.新型抗氧剂开发与工业化，天津利安隆，项目负责人

13.苯-乙腈变压吸附脱水工艺包的设计，石家庄天亨化工集团，项目负责人

14.40000立方/甲烷/氮气/二氧化碳变压吸附分离工艺包的开发，盘锦道博尔公司，项目负责人

15.高效VOC回收与净化组合技术研究，大连伟林环保科技有限公司，项目负责人

16.VOCs气体治理吸附转轮技术的系统开发，江苏瑞达环保科技有限公司 ，项目负责人

17.碳分子筛的表征与分离系数的测定，山东十方环保能源股份有限公司 ，项目负责人

18.8000吨/年丙酸钙蒸发结晶及磷酸二氢钾产品开发技术研究，江苏润普食品科技股份有限公司，项目负责人

19.1700m3/h垃圾填埋气中VOC变温吸附净化工艺的研发，太原市圆通生物能源有限公司，项目负责人

20.利用盐酸反应精馏吸收三聚氰胺尾气生产氯化铵产品的中试装置工艺包开发，四川川化集团有限责任公司，项目负责人

21.河南海源100m3/h乙炔吸附回收工艺的研发，河南海源精细化工有限公司，项目负责人

22.吸附法对六氟化铀/三氟化溴/氟化氢/溴素复杂体系的分离，天津核理化化研究院，项目负责人

23.高效VOC回收与净化组合技术研究，大连伟林环保有限公司，项目负责人

24.VOCs气体治理吸附转轮技术的系统开发，江苏瑞达环保科技有限公司，项目负责人

25.中石油吉化集团公司a烯烃下游产品开发，吉化集团公司，项目负责人

26.丙烯吸附精脱硫工艺的开发，中国石油吉林石化公司，项目负责人

27.天然气中微量甲硫醚新颖吸附剂的开发， 中石油，项目负责人

28.炼厂干气变压吸附制乙烯，吉林石化公司，项目负责人

29.40000立方/甲烷/氮气/二氧化碳变压吸附分离工艺包的开发，盘锦道博尔公司，项目负责人

30.煤气化粗酚分离及精制实验研究及工艺包设计，大唐化工院，项目负责人

31.5万吨/年蒽、咔唑分离项目设计（蒽油法），项目负责人

32.蒽、咔唑、芴、苊结晶工艺工艺研究，项目负责人

33.高纯HF的制备，瓮福蓝天，项目负责人

34.降膜分布器流动与分布性能研究，江苏中圣压力容器制造有限公司，项目负责人

35.低温低压吸附分离技术研发，中国船舶集团有限公司第七一八研究所，项目负责人

36.80000Nm3/day生物质沼气真空变压吸附升级脱碳工艺技术包的开发，美景（北京）环保科技有限公司 ，项目负责人

37.树脂成型中VOCs吸附工艺研究，连云港源钰金属制品有限公司，项目负责人

38.生物质沼气提纯制CNG联产食品级CO2工业化装置工艺技术包的开发，美景（北京）环保科技有限公司 ，项目负责人

39.河南海源100m3/h乙炔吸附回收工艺的研发，河南海源精细化工有限公司，项目负责人

40.燃料电池车用氢气纯化关键技术与设备研究，西南化工研究设计院有限公司，项目负责人

41.利用盐酸反应吸收三聚氰胺尾气及浓 缩、结晶、分离生产氯化铵产品的工业化装置工艺技术 包的开发，四川能投建工集团设计研究院有限公司，项目负责人

42.热驱动吸收式制冷模块设计，中国科学院理化技术研究所，项目负责人

43.嵌入安全约束的CH4/O2/N2变压吸附过程多尺度调控基础研究，国家自然科学基金面上项目，项目负责人

44.适用于痕量级、多杂质纯化工艺的优化技术开发，国家重点研发计划，课题负责人

45.模块化气化技术及关键设备研发-多元颗粒体系作用规律研究，国家重点研发计划，课题负责人

46.合成气直接制乙酸甲酯-串联催化反应系统热、质传递耦合研究，国家重点研发计划，任务负责人

47.生物质化学链气化制汽柴油关键技术与示范-生物质化学链气化梯级流化床设计，国家重点研发计划，子课题负责人

48.纳米流体强化气液传质研究，国家自然科学基金面上项目，项目负责人

49.气固两相在循环流化床传质过程中的计算传质学方法研究，国家自然科学基金青年项目，项目负责人

50.基于多相体系介尺度结构的计算传质学方法研究，化学工程联合国家重点实验室开放课题，项目负责人

51.循环湍动流化床气固两相基于介尺度结构的计算传质学方法研究，国家自然科学基金面上项目，项目负责人

52.鼓泡流化床气固两相传质过程的实验和模拟研究，中国博士后科学基金一等面上项目，项目负责人

近五年在气体分离相关主流刊物发表高水平论文40余篇：

Sep. Purif. Technol., 2025, 362, 131784

Particuology. 2024, 90: 478-492

Particuology. 2024, 94: 133-145

Chin. J. Chem. Eng., 2024, 67: 282-294

Fuel. 2024,356,129566

J. Environ. Chem. Eng., 2023,10, 110485

Chin. J. Chem. Eng., 2023, 57: 265-279

AIChE J., 2022, 68, 17729

Processes, 2022, 10: 812.

PowderTechnol.,  2022, 407: 117672.

J. Environ. Chem. Eng., 2022,10, 107106

J. Environ. Chem. Eng., 2021,9, 106037

J. Environ. Chem. Eng., 2021,9, 105428

Powder Technol., 2021, 377, 847-856

Particuology, 2021, 57, 167-175

Adv. Powder Technol., 2020, 31, 4005-4017

Int. J. Hydrogen Energy, 2020, 43, 19057

J. CO2 Util., 2020, 35, 153

Chin. J. Chem. Eng., 2020, 28, 1062

Chemosphere, 2019, 227, 9

Ind. Eng. Chem. Res., 2019,58, 6562

Chem. Eng. Res. Des., 2019, 245

Int. J. Hydrogen Energy, 2018, 43, 19057

ACS Sustainable Chem. Eng., 2018, 6, 9804

J. CO2 Util., 2018, 27, 259

Ind. Eng. Chem. Res., 2018,57, 6440

Sep. Purif. Technol., 2018, 191, 48

J. Clean Prod., 2018, 170, 704

Ind.Eng. Chem. Res., 2018, 57, 1671

Chem.Eng. Res. Des., 2018, 132, 452

PowderTechnol., 2018, 327, 399

PowderTechnol., 2018, 327, 392

Int. J. Greenhouse Gas Control, 2017, 65, 55

Ind. Eng. Chem. Res., 2017, 56, 6741

Ind. Eng. Chem. Res., 2017, 56, 331

Sep. Purif. Technol., 2017, 189, 54

AIChE J., 2016, 62, 256

Int. J. Greenhouse Gas Control, 2016, 51, 1

Chem. Eng. J., 2016, 297, 315