产学研协同创新支撑平台｜清华大学环境学院工艺模拟平台
一、校企协同合作基础
广东道汇环保科技股份有限公司聚焦高浓度有机废水、高盐浓缩液、重金属废液资源化处置，主营MVR多效蒸发、催化氧化、危废废水零排放成套装备，长期面临蒸发系统能耗偏高、反应器内部传质传热不均、现场工艺调试周期长等工程痛点。
公司依托环保行业产学研布局，与清华大学环境学院达成深度技术协同，共享学院核心科研设施——工艺模拟平台，搭建“企业工程实践+高校全维度数值仿真”研发体系，以数字化仿真手段替代大量现场中试试验，实现蒸发、催化反应器工艺前置优化、节能降耗方案精准预判。
清华大学环境学院长期深耕高盐废水蒸发浓缩、工业废水反应器数值模拟、水-能源耦合系统优化方向，岳东北、陈熹等课题组持续开展多效蒸发、浸没燃烧蒸发、催化反应器流体仿真相关国家级课题研究，平台积累大量含盐有机废水、渗滤液浓缩液仿真建模工程案例，仿真模型适配工业复杂水质工况，面向环保行业企业开放仿真计算、工艺优化技术服务。
二、平台两大核心仿真系统及功能
平台集成Aspen Plus化工流程模拟与CFD计算流体力学仿真两套成熟数字化工具链，分别从系统热力学全局维度、反应器内部微观流场维度实现全流程工艺仿真与参数优化，完全匹配道汇环保蒸发浓缩、催化氧化装备研发需求。
（一）Aspen Plus 化工流程模拟系统：蒸发系统热力学建模与多效蒸发优化
核心建模能力
依托完整电解质、有机物物性数据库，针对高盐、高COD工业废水构建稳态/动态蒸发全流程热力学模型，覆盖多效蒸发、MVR机械蒸汽再压缩、浸没燃烧蒸发等主流热法浓缩工艺，精准计算系统蒸汽消耗、换热负荷、物料相变、盐分结晶、余热回收效率等关键热力参数。标准化研究内容
多效蒸发全流程物料、能量衡算，核算各效蒸汽消耗量、吨水处理能耗、淡水回收率；
进料盐度、操作压力、蒸发温度、效数组合等参数敏感性分析，量化各参数对系统能耗与结晶效果的影响；
MVR耦合多效蒸发系统能效对比，优化压缩机压比、进料预热流程，挖掘余热回收节能空间；
动态工况模拟，模拟水质波动、负荷变化下蒸发系统运行稳定性，指导自控策略设计。
道汇环保落地应用场景
垃圾渗滤液浓缩液、电镀高盐废液、化工高浓有机废水多效蒸发/MVR装备前置工艺设计；现有蒸发设备节能改造方案测算；不同水质下蒸发结晶产物产出预判，减少现场中试试验次数，降低药剂、蒸汽运行成本。
（二）CFD计算流体力学仿真系统：反应器内部流场、温度场仿真
核心仿真能力
采用有限体积法、VOF气液两相流模型，耦合传热、传质、化学反应多物理场，对催化氧化反应器、蒸发换热腔体、雾化蒸发烟道等设备开展三维数值仿真，输出全域流速分布、温度梯度、液滴蒸发轨迹、物质浓度分布、局部结垢风险区域等可视化结果。标准化研究内容
反应器内部流场均匀性分析，识别流体短路、死区、回流区域；
温度场分布仿真，定位局部超温、换热效率偏低区域；
雾化液滴蒸发过程模拟，测算液滴蒸发距离、完全蒸发所需工况条件；
反应器结构、喷嘴布局、导流构件优化仿真，改善流体混合、提升污染物反应降解效率。
道汇环保落地应用场景
UVCWOP紫外催化氧化反应器结构优化；蒸发塔、雾化浓缩装置内部气液两相流仿真；解决反应器局部催化效率低、换热管易结垢、液滴蒸发不完全等工程痛点。
三、平台核心研究方向：多效蒸发系统操作参数优化
平台以高盐有机废液热法浓缩工艺优化为核心研究方向，形成标准化仿真优化闭环流程：
建模输入：导入企业实际废水水质组分、设备基础结构参数、现场运行边界条件；
分层仿真：Aspen Plus完成全厂蒸发系统热力计算，CFD完成单台反应器内部多物理场仿真；
参数迭代寻优：批量模拟不同操作参数组合，以最低能耗、最高淡水回收率、最小设备结垢风险为优化目标，筛选最优运行工况；
输出落地方案：出具仿真云图、热力数据表、最优工艺操作参数、设备结构改造建议，可直接用于装备图纸设计、现场运维参数调整。
依托清华环境学院多年高盐废水仿真课题积累，平台模型充分考虑有机物挥发、盐类结晶、复合污垢等工业复杂工况，仿真计算结果与实际工程运行数据匹配度高，规避实验室纯水体系仿真与工业现场脱节问题。
四、平台配套科研支撑体系
专业科研团队支撑
学院专职研究人员具备蒸发工艺、流体仿真、水处理工程复合背景，主持多项高盐废水资源化国家自然科学基金、国家重点研发计划课题，可完成仿真建模、数据解读、工艺优化方案全流程技术服务，具备多项蒸发技术产学研转化落地经验。多平台数据联动分析
工艺模拟仿真数据可与材料微观表征平台、电化学分析平台检测结果联动使用：微观表征获取催化剂、换热管材腐蚀/结垢微观数据，电化学平台获取电极催化动力学参数，同步导入仿真模型，实现“材料微观特性—反应器内部反应—全厂热力能耗”全链条一体化机理分析。标准化企业开放服务模式
平台面向环保企业提供仿真计算、工艺优化、联合课题研发三类服务，输出完整仿真报告、可视化云图、工艺优化技术方案，报告数据可支撑企业装备专利撰写、节能技改项目申报、高新技术产品认定。
五、工艺模拟平台对道汇环保的核心产学研价值
1. 数字化前置研发，大幅降低中试成本
传统装备研发依赖多批次现场中试调试，耗材、蒸汽、人工成本高、研发周期长。依托平台仿真能力，可在装备制造前完成数十种工艺、结构方案虚拟对比，仅保留最优方案开展小试/中试，缩短新产品开发周期，削减试验能耗与物料损耗。
2. 精准节能优化，降低设备长期运营成本
针对道汇主力多效蒸发、MVR、催化氧化装备，通过全局热力学与反应器流场耦合仿真，精准优化操作压力、温度、进料流量、反应器内部结构，有效降低吨废水蒸汽、电力消耗，提升装备市场竞争力，为客户提供更低运行成本的废水处理解决方案。
3. 解决工程疑难工况，攻克高盐废水处理痛点
针对垃圾渗滤液浓缩液、电镀危废等高盐、高有机复杂废水，平台适配真实水质的专用仿真模型，可预判蒸发结晶结垢、反应器局部反应失效等行业共性难题，提前在设计阶段完成结构与工艺规避。
4. 多层次长效校企协同通道
短期技术服务：企业委托仿真计算、现有设备节能优化模拟，快速落地工艺改进方案；
中期横向课题：联合设立科研攻关项目，围绕新型低能耗MVR蒸发、高效催化反应器数字化开发开展专项仿真研究；
长期联合攻关：联合申报国家、省级水污染治理、节能降碳重点研发专项，共建废水热法资源化数字化仿真联合研究方向，推动仿真技术产业化落地。
5. 夯实企业核心技术壁垒
完整的Aspen Plus热力模拟、CFD流体仿真数据、工艺优化结论可作为公司发明专利、科技奖项、工程示范项目的核心理论支撑，形成区别于同行企业的数字化仿真研发优势。
六、校企协同发展愿景
未来，道汇环保将持续深化与清华大学环境学院工艺模拟平台的产学研合作，构建“客户废水水质数据输入—数字化仿真建模—工艺参数优化—成套装备落地—运行数据反馈迭代模型”闭环数字化研发链路。依托平台蒸发系统热力学、反应器多物理场仿真能力，持续迭代低能耗、高资源化率的高浓度难降解废水热法浓缩与催化氧化装备，面向精细化工、电镀、生活垃圾填埋等行业提供更节能、稳定、经济的废水零排放整体解决方案。
