过程工程学报

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1. 带隔流筒旋流快分系统新型工业催化裂化沉降器内气相流场的数值模拟

程兆龙姚秀颖鄂承林卢春喜

过程工程学报 2016, 16 (1): 1-9. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215328

摘要（1227）

PDF （654KB）（352）

采用RNG k-e湍流模型模拟带隔流筒旋流快分系统工业催化裂化沉降器内的气相流场，基于沉降器内气相流场的分析，考察了压力平衡管截面尺寸及封闭罩直径对封闭罩内外气量分配的影响. 结果表明，进入封闭罩外的汽提油气量随平衡管截面边长增加而增大，随封闭罩直径增加而减小. 封闭罩阻止了分离系统内油气进入沉降器中. 压力平衡管通过抽吸作用将封闭罩外的汽提油气快速引出沉降器，使封闭罩外的汽提油气在沉降器内的总停留时间降至13 s以下. 平衡管截面边长小于310 mm时，汽提气的引出分为两路；平衡管截面边长大于310 mm时，汽提气全部进入封闭罩外部，且分离系统内的少量油气向下流出分离系统至沉降器内. 封闭罩直径为3.8 m时，99%以上的油气都进入封闭罩外部.

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2. 液固分选流化床三相流场模拟中各粘性流动模型的适用性

韦鲁滨孙铭阳朱学帅李大虎李阳

过程工程学报 2016, 16 (1): 10-17. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215224

摘要（956）

PDF （769KB）（325）

为确定适于液固分选流化床(LSFBS)流场模拟的粘性流动模型，分别选用多个粘性流动模型模拟了粗煤泥颗粒在LSFBS内的分选过程，结合相关粘性流动模型附加输运方程特点，讨论了LSFBS流场特定区域内湍流的各向异性和旋度、应变速率梯度分布等对Lam模型和涡粘模型准确度的影响. 结果表明，各模型模拟所得不同密度级组分在重产物中的分配率存在较大差异，其中雷诺应力模型(RSM)模拟结果误差最小，与实验结果的均方根误差为2.21，预测准确度较高；层流(Lam)模型模拟结果误差最大，均方根误差为5.96；涡粘模型中误差最小的为RNG k-e模型，均方根误差为2.46；各粘性流动模型模拟结果准确度为RSM>RNG k-e>SST k-w>标准k-e>标准k-w>S-A>Lam.

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3. 沥青发泡腔结构参数对腔内流场的影响

程海鹰陈文岩杨忠义郝河李志强-

过程工程学报 2016, 16 (1): 18-25. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215213

摘要（1129）

PDF （573KB）（228）

基于沥青发泡的原理和行为特点，采用单因素分析法用CFD软件模拟了腔体内沥青发泡的过程，分析了腔体容积、沥青入口尺寸、泡沫沥青出口尺寸对腔体内部温度场、压力场和速度场的影响规律，并运用灰色系统理论探寻主要结构参数与腔内流场间的数值关系. 结果表明，腔体容积为2V、沥青入口为0.71Q、泡沫沥青出口为0.75D(V, Q, D分别为三者的基准尺寸)，可获得适宜的沥青发泡腔体内部流场；腔体容积、沥青入口尺寸、泡沫沥青出口尺寸与腔内压力场的关联度分别为0.56, 0.64, 0.53，与腔内速度场的关联度分别0.68, 0.71, 0.72，与腔内温度场的关联度分别为0.75, 0.71, 0.70，沥青入口尺寸是影响腔内压力场和温度场的主导因素，泡沫沥青出口尺寸是影响腔内速度场的主导因素.

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4. 水平对置撞击流的POD分析及混合特性

张建伟张学良冯颖王诺成

过程工程学报 2016, 16 (1): 26-33. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215319

摘要（1153）

PDF （1168KB）（259）

利用平面激光诱导荧光技术和二维高速粒子图像测速技术对浸没对置撞击流的湍流场进行了测量，利用本征正交分解方法对所测两喷嘴出口流体不同动量比(M)和不同喷嘴间距(L/d)下的流场进行分解，提取流场中含能大尺度结构. 结果表明，撞击流瞬时流场的能量基本集中在1阶模态，M=1工况下，1阶模态的能量占总湍动能的比例最高，约为50%，2阶模态约占总湍动能的2%~5%，3阶模态约占2%，与4阶模态差异甚微；在L/d=3时前4阶模态能量占比最大，约为38.6%；低阶本征模态中存在明显的相干结构，主要位于非稳定径向射流附近区域，且大尺度的流动结构与撞击流的液相混合行为直接相关，流场中相干结构尺度越大，能量越大，越有利于快速均匀混合.

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5. 新型催化裂化提升管进料段内原料射流浓度分布的大型冷模实验研究

王钊闫子涵范怡平卢春喜王子健吕卓强

过程工程学报 2016, 16 (1): 34-40. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215363

摘要（1045）

PDF （274KB）（219）

通过大型冷模实验研究了喷嘴射流与催化剂逆向接触的新型提升管进料段内喷嘴射流浓度沿径向的分布，考察了喷嘴气速、预提升气速的影响. 结果表明，喷嘴气速Uj=78.5 m/s和预提升气速Ur=4.1 m/s条件下可获得较好的油剂混合效果. 与传统形式相比，新型结构可促进油剂混合，在轴向距离H<0.7 m内完成油剂混合，油剂初始接触区域内喷嘴射流相浓度分布更均匀. 给出了新型进料段中不同区域喷嘴射流浓度沿径向分布的经验模型，计算值与实验值吻合较好.

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6. 环流预汽提组合旋流快分系统分离性能的实验研究

黄世平鄂承林王婷李晨卢春喜

过程工程学报 2016, 16 (1): 41-47. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215329

摘要（1132）

PDF （253KB）（267）

针对新型旋流快分器与密相环流预汽提器的优良特性，将两者耦合成一套完整的快分系统. 通过大型冷模实验，研究了该快分系统的分离特性，并考察了操作条件对系统快分效率及快分压降的影响规律. 结果表明，该系统能较好地实现气固高效分离，具有较大的操作弹性和优良的操作稳定性，冷态下分离效率在98.5%以上，最高可达99.93%，快分压降分布合理. 根据实验结果，得到该系统分离效率及压降的经验模型，计算值与实验值吻合较好.

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7. 新型滤筒除尘器性能的数值模拟

张亚蕊韩云龙钱付平李慧芳鲁进利

过程工程学报 2016, 16 (1): 48-54. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215314

摘要（1287）

PDF （1099KB）（357）

以常规滤筒和内部增加锥体结构的新型滤筒为研究对象，建立其三维几何模型，采用k-e双方程湍流模型对其过滤与清灰性能进行数值模拟. 结果表明，在相同风量下，常规滤筒的进出口压差为170 Pa，而新型滤筒的进出口压差为120 Pa，这是由于新型滤筒内部增加了锥体结构，总过滤面积增大，过滤风速小于常规滤筒的过滤风速，过滤效率提高，压差减小；清灰时常规滤筒的侧壁压力峰值沿滤筒方向增加，但上部压力峰值为-100 Pa，底部压力峰值为16000 Pa，上部过小而底部过大对清灰不利；新型滤筒的侧壁压力峰值沿滤筒方向自上而下从3500 Pa增至4000 Pa，滤筒清灰效果有明显改善，可延长其使用寿命.

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8. 铜锍转炉中气液两相流动的数值模拟

李晟李玉晓刘志高

过程工程学报 2016, 16 (1): 55-61. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215340

摘要（1016）

PDF （501KB）（370）

采用流体体积方法对铜锍转炉熔池内造铜期吹炼过程中气液两相流动进行单喷嘴数值模拟，研究了气体喷入熔体时的喷流运动现象和性质、气流穿透距离、风口压力变化、风口侧壁面剪切应力分布和气含率分布规律. 结果表明，气泡连续产生和分离是风口处气体的运动形式，气流穿透距离约为风口内径的3.6倍，风口处脉冲压力的形成周期为0.2 s，持续时间约为0.04 s；风口侧壁面剪切应力较大的区域集中在风口附近及其上方壁面；风口以上气含率随熔体高度增加而增加，在靠近自由液面处约为21%，部分模拟结果与文献报道和实际生产情况吻合.

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9. 折流式旋转床气相流场数值模拟研究

杨立军李育敏李相鹏计建炳

过程工程学报 2016, 16 (1): 62-67. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215330

摘要（962）

PDF （665KB）（238）

采用CFD方法对折流式旋转床气液两相流动及压降进行数值模拟，建立了二维物理模型，研究了折流式旋转床转速、动静圈对数、进气量对气相压降和气相流场的影响，并用实验数据对模型进行验证. 结果表明，计算与实验相对误差在15%以内. 气相压降随进气量和动静圈对数增加而显著增大；转速增加，压降增大，但不明显，压降主要集中在转子内部，占总压降的88%~97%，其中转子压降的55%~73%由拐弯处的摩擦阻力引起；气体在静圈下隙存在回流，在动圈上隙气体流动缓慢，存在流动死区，气速主要以切向速度为主(占80%以上)，峰值位于转子外缘，并与气体入口存在较大速度梯度，径向和轴向速度所占比例较小，且因位置不同而不同. 速度变化和压降的变化是转速、进气量和动静圈数等共同作用的结果.

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10. 基于PLIF的浸没撞击流反应器的混合特性

张建伟王诺成张学良冯颖

过程工程学报 2016, 16 (1): 68-73. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215313

摘要（1113）

PDF （267KB）（243）

利用平面激光诱导荧光技术对水平两喷嘴液-液撞击流反应器内的浓度场进行定性和定量分析，用离析度(IOS)评价时均混合效果，得到不同操作条件下IOS值沿径向射流方向的变化规律，并与三喷嘴的情况进行对比. 结果表明，喷嘴间距L、喷嘴直径D和进口流量Q对反应器混合效果有重要影响，在水平两向撞击流中，当喷嘴直径和流量一定时，随喷嘴间距增大，IOS下降速度加快，最佳间距为L/D=3；当喷嘴间距和流量一定时，随喷嘴直径增大，IOS下降更快，下降到IOS=0.05所需距离不断减小，最佳喷嘴直径D=12 mm；当喷嘴直径和喷嘴间距一定时，随流量增加，IOS下降速度先增加后减小，最佳流量Q=500′10-3 m3/h. 三喷嘴撞击流与两喷嘴变化趋势一致.

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11. 流量控制方式对离心泵停留时间分布的影响

王修纲田冰虎吴凤超沈阳吴剑华

过程工程学报 2016, 16 (1): 74-78. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215325

摘要（1270）

PDF （249KB）（307）

采用脉冲示踪法研究离心泵的停留时间分布(RTD)，将离心泵与等径等体积空管对比，定性描述了离心泵的返混特征，考察了泵前阀控、泵后阀控、转速控制对RTD的影响. 结果表明，RTD曲线呈单峰分布，泵内有死区存在，返混大于等径等体积空管，无因次方差为0.39~0.61；离心泵的返混程度既不靠近平推流，也不靠近全混流，受流量影响显著，随流量增大，返混显著减小. 3种流量控制方式对离心泵返混有一定影响，转速控制的返混情况明显大于2种阀控方式，2种阀控方式的影响较接近；随流量减小，流量控制方式引起的RTD差异更显著，3种方式的无因次方差的最大相对偏差达13.6%.

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12. 索氏法提取五味子中木脂素

孙媛媛赵晓非肖清贵徐红彬

过程工程学报 2016, 16 (1): 79-85. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215312

摘要（1149）

PDF （229KB）（248）

采用索氏提取法提取水浸预处理后的五味子中的木脂素，考察了虹吸次数、液固比、颗粒粒径及乙醇浓度对萃取率的影响，采用响应面法进行优化. 结果表明，五味子醇甲的最佳提取条件为：乙醇浓度98.05%(j)，液固比67.20 mL/g，颗粒平均粒度0.33 mm，该条件下理论萃取率为80.90%，实际萃取率为77.17%；五味子甲素的最佳提取条件为：乙醇浓度96.38%(j)，液固比72.52 mL/g，颗粒平均粒度0.21 mm，该条件下五味子甲素理论萃取率为77.11%，实际萃取率为74.31%；五味子乙素的提取最佳条件为：乙醇浓度96.38%(j)，液固比72.52 mL/g，颗粒平均粒度0.21 mm，该条件下理论萃取率为77.13%，实际萃取率为74.23%. 各因素对木脂素提取率影响的显著性顺序为乙醇浓度>液固比>颗粒粒径.

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13. 离子液体-乙醇-水体系水热法分离毛竹组分

孙茉莉刘钧付严常杰

过程工程学报 2016, 16 (1): 86-92. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215318

摘要（1183）

PDF （294KB）（302）

采用水热法与离子液体-乙醇-水体系组合处理毛竹，分析了固体产物结构. 结果表明，基本实现了毛竹全组分分离，水热法预处理选择性脱除半纤维素组分的脱除率达82.88%. 离子液体-乙醇-水体系中大部分木质素被溶解，而纤维素基本不发生水解，最佳工艺条件为：反应温度170℃，反应时间4 h，[AMIM]OAc:C2H6O:H2O=5:5:0.5(j)，此条件下，水解残渣溶解率为43.14%，粗纤维素和粗木质素的纯度分别为91.38%和87.70%.

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14. 陶瓷膜微滤-聚合物强化超滤处理高浓度含镍废水

曾坚贤张学俊张鹏刘国清易良刚田俊李敏-

过程工程学报 2016, 16 (1): 93-98. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215323

摘要（922）

PDF （254KB）（352）

实验研究了0.5 mm孔径陶瓷膜对高浓度含镍废水的微滤行为，以聚丙烯酸钠(PAAS)强化超滤技术深度处理陶瓷膜渗透液，考察了PAAS与金属质量比(rp/m)和pH值对恒容超滤膜通量(J)和镍截留系数(RNi)的影响，研究了超滤浓缩、解络合、洗涤及PAAS循环使用过程. 结果表明，pH=9时，陶瓷膜浓缩时J先快速降低、缓慢下降后再较快降低，RNi接近1，当体积浓缩因子从1增大到10时，截留液镍浓度(Cr)从5562.71 mg/L浓缩至55507.76 mg/L，渗透液镍浓度(Cp)为13.26 mg/L. PAAS强化恒容超滤时，J不随rp/m变化，随pH值增大而增大，RNi随rp/m或pH值增大而增大；超滤浓缩时，控制pH=9和rp/m=9，RNi接近1，Cr呈线性递增，Cp"0.05 mg/L；在pH=3条件下对超滤浓缩液解络合，解离平衡时间为9 min，解络合率为81.9%；以pH=3的盐酸溶液洗涤解络合液，镍洗脱率为98.8%. 再生PAAS络合性能良好，可循环使用.

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15. 云南某低品位铅锌硫化矿选矿工艺

毕克俊方建军张琳薛晨

过程工程学报 2016, 16 (1): 99-104. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215342

摘要（1075）

PDF （367KB）（257）

对云南某低品位铅锌硫化矿进行了选矿工艺实验研究，采用优先浮选工艺和所选药剂制度处理该矿石. 结果表明，该矿具有有价矿物共生关系紧密、嵌布粒度细的特点，其铅、锌品位分别是1.29%和5.63%，实现了铅、锌分离，获得铅品位、回收率分别为51.56%和78.58%的铅精矿和锌品位、回收率分别为46.12%和78.36%的锌精矿.

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16. 间歇精馏分离甲基苯基二乙氧基硅烷

华超叶佳义陆平王文忠刘会洲刘艳王炳帅姜艳

过程工程学报 2016, 16 (1): 105-109. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215304

摘要（1012）

PDF （213KB）（211）

以间歇精馏法提纯甲基苯基二乙氧基硅烷合成液，采用化工模拟软件Aspen Plus 7.0建立了工艺流程模型. 结果表明，在常压下先预分离回收氯苯和甲基三乙氧基硅烷，在5 kPa、回流比R=3条件下提纯甲基苯基二乙氧基硅烷，产品纯度为99.67%，单程收率为70.56%，证明了间歇精馏分离甲基苯基二乙氧基硅烷工艺的可行性. 模拟结果与实验结果相对误差小于8%，为甲基苯基二乙氧基硅烷提纯工艺的工业放大提供了必要的基础数据.

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17. 改性蜂窝煤残渣对刚果红的吸附

余美琼杨金杯林建钦

过程工程学报 2016, 16 (1): 110-114. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215326

摘要（1113）

PDF （580KB）（220）

以改性蜂窝煤渣为吸附剂，用扫描电镜对改性前后蜂窝煤残渣的形貌进行了表征，研究了其吸附水中刚果红染料的动力学和热力学，分别用Langmuir, Freundlich和Tempkin吸附等温线模型进行拟合. 结果表明，改性蜂窝煤残渣对刚果红的吸附能力良好. Langmuir方程的拟合效果最好(RC2≥0.9979)，25, 35, 45℃下的饱和吸附量分别为80.64, 92.59和108.7 mg/g. 吸附过程符合拟二级动力学模型(RC2≥0.9961)，吸附活化能为22.87 kJ/mol，为物理吸附过程. 吸附为表面扩散和颗粒内扩散联合控制过程. 改性蜂窝煤渣对刚果红的吸附是自发的吸热过程.

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18. 基于微波固相法与ChemOffice软件研究煤矸石中铁铝浸出机理

刘成龙夏举佩李宛霖周新涛

过程工程学报 2016, 16 (1): 115-119. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215309

摘要（1120）

PDF （757KB）（324）

采用微波固相法酸浸提取煤矸石中的铁、铝，对煤矸石原料、酸浸物和酸浸渣的化学组成、物相组成及微观形貌进行了分析，利用ChemOffice软件对煤矸石原料及酸浸未溶物所含化合物分子的三维结构及分子间键长进行模拟. 结果表明，在微波辅助酸浸条件下，煤矸石中铁、铝组分浸取率分别达98.13%和95.07%，酸浸未溶物中铁、铝组分分别为FeH(SO4)2×2H2O, FeSO3, Al2SO4(OH)4×5H2O和AlH(SO4)2×2H2O. 微波固相法的酸浸反应机理与传统加热机理不同.

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19. 内联式脱液器分离性能的实验研究

卫德强俞接成陈家庆苏民德

过程工程学报 2016, 16 (1): 120-124. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215244

摘要（951）

PDF （175KB）（217）

以空气-纯净水为实验介质，采用称重法和控制变量法对自制的内联式脱液器的脱液性能进行了实验研究，分析了入口流速和含液量对分离效率及压力损失的影响. 结果表明，在入口流速不变的条件下，分离效率随含液量增加而增大，含液量超过一定值后，随含液量增加而下降，该定值随速度增加而增大；含液量对压力损失影响不大. 分离效率和压力损失均随入口流速增大而增加，液滴粒径为50~80 mm、入口流速从14 m/s增加到22 m/s时，气液分离效率从39.17%增加到77.85%，压力损失从2200 Pa增加到3400 Pa. 所设计的内联式脱液器脱液效果良好.

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20. 化学镀铜体系的电化学性能

刘强徐瑞东何世伟

过程工程学报 2016, 16 (1): 125-131. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215307

摘要（1069）

PDF （637KB）（276）

对乙二胺四乙酸二钠(EDTA×2Na)与酒石酸钾钠(TART)双络合化学镀铜液进行了电化学研究，考察了络合剂与2,2￠-联吡啶对阴、阳极极化反应的影响. 结果表明，化学镀铜阳极极化受电化学与扩散混合控制，阴极极化受扩散控制；EDTA×2Na与TART通过竞争络合与竞争放电影响极化反应，而2,2￠-联吡啶以弥散吸附方式改变极化阻抗影响铜的沉积；在优化镀液(EDTA×2Na 13.35 g/L, TART 13.35 g/L, 2,2￠-联吡啶15 mg/L)中化学镀铜，镀速达14.83 mg/min，所得镀层均匀致密.

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21. 复杂锡精矿还原熔炼过程中元素在金属和渣相中的分布

李慧龙萍任新林陈秀敏杨斌

过程工程学报 2016, 16 (1): 132-137. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215320

摘要（1093）

PDF （425KB）（324）

实验研究了复杂锡精矿还原熔炼过程中还原温度和保温时间对Sn及杂质元素在金属和渣相中分布的影响. 结果表明，Sn, Fe, Pb, Cu, Sb, Bi主要进入金属相，Al, Si, Ca, Mg主要进入渣中. 随还原温度升高和保温时间延长，金属相中Fe分布率增大，Pb, Sb, Bi分布率缓慢减小，Cu分布率基本不变；Al, Si, Ca, Mg在渣相中的分布率随温度升高缓慢增加，保温时间基本无影响. Sn最佳还原温度和保温时间分别为1648 K和120 min，该条件下Sn, Fe, Pb, Cu, Sb, Bi, Al, Si, Ca, Mg在金属中分布率分别为93.97%, 75.03%, 63.11%, 97.28%, 50.59%, 59.52%, 1.09%, 0.70%, 0.69%, 0.34%，在渣中分布率分别为1.20%, 19.35%, 2.42%, 0.58%, 14.81%, 12.33%, 96.93%, 98.49%, 95.23%, 94.62%. 升高温度利于Fe进入金属相，Sn和Fe有富集到金属相中不同区域的趋势；延长保温时间使Fe在金属相中的分布更分散.

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22. CO2与水蒸汽对焦炭溶损反应的影响

王平张越强李家新龙红明孟庆民俞书才

过程工程学报 2016, 16 (1): 138-143. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215299

摘要（1103）

PDF （2061KB）（366）

采用自制气-固相反应测定仪，于950~1200℃温度范围内研究了焦炭与CO2、水蒸汽的溶损反应. 结果表明，焦炭与水蒸汽反应的气化率约为与CO2反应的2~7倍，随温度升高，二者气化率差距缩小；焦炭与CO2或水蒸汽的反应过程受界面反应控制较明显，可用未反应收缩核模型描述，反应的活化能分别为165.48和82.25 kJ/mol；随温度升高，焦炭颗粒由外到内溶损量呈减少趋势，焦炭与水蒸汽反应比与CO2反应更多发生在颗粒表面；不同部位气孔生成方式不同，焦炭与CO2、水蒸汽反应后，边缘部位大于10 mm的气孔所占比例分别增加66.98%和94.01%，中心部位大于10 mm的气孔所占比例分别降低21.22%和3.30%.

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23. 雷松藻消化的工艺条件

张燕王智慧王倩汪建明王斌惠锋基丛威

过程工程学报 2016, 16 (1): 144-150. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215331

摘要（1270）

PDF （271KB）（265）

将F藻(Lessonia trabeculata)的茎部浸泡后粉碎至1~3 mm进行消化反应，考察了Na2CO3浓度、料液质量比、搅拌转速、消化温度和消化时间对褐藻胶消化得率和褐藻胶溶液粘度的影响，通过正交实验对消化工艺条件进行优化，并对褐藻胶进行红外光谱定性分析. 结果表明，最佳消化条件为：温度70℃, Na2CO3浓度1.67%，搅拌转速400 r/min，料液质量比1:15，时间8 h. 该条件下褐藻酸钠产品得率为34.80%，粘度为2261.67 mPa×s，远高于市售产品的173.30 mPa×s. 褐藻酸钠基本理化指标均符合国家标准、粘均分子量为11.85 kDa.

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24. 螺旋藻回用培养液组成对藻细胞生长的影响

于水淼贺乐吴霞颜成虎汪建明丛威卢运明

过程工程学报 2016, 16 (1): 151-155. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215317

摘要（1115）

PDF （199KB）（222）

将螺旋藻回用培养液补齐营养盐用于培养螺旋藻，考察了螺旋藻生物量、培养液中硝酸盐和磷酸盐及培养末期螺旋藻胞内生化成分含量对藻细胞生长的影响；用超滤膜对回用培养液中物质进行分子量分级，分析各级组分对螺旋藻的抑制效应，确定抑制物的分子量分布范围，并分析其成分. 结果表明，回用培养液中的螺旋藻胞外分泌物对藻细胞生长有明显抑制作用，比生长速率比新鲜培养基中低23%，且会抑制藻细胞对营养盐的吸收及胞内蛋白和叶绿素合成，对硝酸盐、磷酸盐的吸收分别低36%和37%，胞内蛋白及叶绿素含量分别为新鲜培养基中的0.85和0.65倍. 抑制物为分子量大于100 kDa的螺旋藻胞外多糖.

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25. 粉煤灰预脱硅液动态水热合成硅酸钙晶须的影响因素

李洋洋马淑花王建宇王晓辉郑诗礼

过程工程学报 2016, 16 (1): 156-163. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215315

摘要（1179）

PDF （2248KB）（309）

以分析纯试剂模拟粉煤灰预脱硅液，采用动态水热法合成硅酸钙晶须，研究了反应体系碱浓度、反应温度、反应时间、溶液中铝硅(Al2O3与SiO2)和钙硅(CaO与SiO2)质量比对产物物相组成及其形貌的影响. 结果表明，控制碱浓度80 g/L以下，反应温度220℃，反应时间6 h，铝硅质量比0.06以下，钙硅质量比0.9，可制备出纯度83%以上的硅酸钙晶须，晶须长度可达20 mm.

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26. 电热双敏型形状记忆石墨烯/聚氨酯/环氧树脂复合材料的制备及其性能

焦红倩酒红芳常建霞张少梅赵亚男

过程工程学报 2016, 16 (1): 164-169. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215339

摘要（949）

PDF （397KB）（417）

以自制聚氨酯预聚体与环氧树脂复合形成互穿聚合物网络结构，采用共混方法添加自制高导电性石墨烯，制备了电热双敏型形状记忆复合材料，研究了其性能. 结果表明，以20%(w)聚氨酯/环氧树脂为基体所制1.0%(w)石墨烯/聚氨酯/环氧树脂复合材料的分散性良好，玻璃化转变温度稍低于纯环氧树脂，拉伸强度是纯环氧树脂的93%，导电性达3.58′10-4 S/m，固定率为95.5%，回复率为97.5%，循环5次后固定率不低于95%.

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27. 前驱体对熔盐法合成Bi2WO6光催化剂及其性能的影响

周林晋传贵余意李杰陆正冉松林

过程工程学报 2016, 16 (1): 170-175. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215322

摘要（982）

PDF （600KB）（238）

分别以Bi(NO3)3和Na2WO4溶液直接混合所得沉淀、加氨水所得沉淀及Bi(NO3)3×5H2O+Na2WO4×2H2O为前驱体，采用熔盐法合成Bi2WO6光催化剂粉体，研究了不同前驱体所制粉体的物相、形貌，以其为催化剂，在可见光照射下降解罗丹明B溶液. 结果表明，用后二者为前驱体均可得到薄片状纯相Bi2WO6粉体. 加氨水所得沉淀为前驱体所制Bi2WO6粉体的光催化性能最好，在可见光照射下对0.01 mmol/L RhB溶液的降解率在60 min内达99%.

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28. Sm3+掺杂GdVO4荧光材料的制备及其上转换发光性能

王雅静李娟娟肖林久谢颖魏蕾

过程工程学报 2016, 16 (1): 176-180. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215279

摘要（943）

PDF （334KB）（224）

以水热法制备GdVO4:Sm3+上转换发光材料，表征了其形貌，考察了Sm3+掺杂量、焙烧温度及乙二胺四乙酸二钠(EDTA)掺杂量对材料上转换发光性能的影响. 结果表明，所制材料为四方晶系，在816 nm近红外光激发下，Sm3+掺杂量1.5%(mol)、焙烧温度800℃、EDTA:Sm3+(摩尔比)为1:1时，其上转换发光性能最好，发射峰位于565, 604, 647和706 nm处，分别归属于Sm3+的4G5/2→6HJ (量子数J=5/2, 7/2, 9/2, 11/2)电子跃迁，材料有可能用作LED灯荧光粉.

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29. 基于四参数流变模式的旋流分离流场特性分析

刘洪斌肖慧娜李萍瑛穆伟涛

过程工程学报 2016, 16 (2): 181-188. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215324

摘要（1012）

PDF （383KB）（336）

利用四参数流变模式描述钻井液的非牛顿流动特性，结合雷诺应力模型(RSM)，研究钻井液非牛顿性对旋流分离流场的影响. 得到3种流体介质的速度场和压力场分布规律. 结果表明，流场模拟结果与实验结果吻合，模拟结果可靠. 虽然3种流体流场分布趋势相同，但同一位置非牛顿流体的静压力(4.02和3.77 MPa)和轴向速度(11.9和12.4 m/s)大于牛顿流体(3.22 MPa和11.7 m/s)，切向速度(42.5和39.7 m/s)小于牛顿流体(47.5 m/s)；四参数流体的静压力(3.77 MPa)和压力降(4.51 MPa)小于幂律流体(4.02和4.79 MPa)，能量损失降低0.28 MPa，四参数流体的切向速度比幂律流体小2.8 m/s，且其零轴速包络面更靠近器壁，不利于流体介质分离.

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30. 炉渣组分对CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O渣系粘度的影响

佟志芳乔家龙陈涛

过程工程学报 2016, 16 (2): 189-196. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216021

摘要（1242）

PDF （345KB）（278）

针对高碱度高氧化铝含氧化钠的CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O六元渣系，采用有限制的混料均匀设计方法设计实验，在1773 K温度熔融还原条件下测定了该渣系的粘度. 利用偏最小二乘法回归分析，建立了炉渣组分与粘度的回归方程，利用回归方程分析了炉渣碱度[w(CaO)/w(SiO2)], MgO, TiO2, Al2O3及Na2O对炉渣粘度的影响. 结果表明，回归方程拟合的关联系数RC2为0.9945，方程可很好地预测该渣系的粘度. 在实验范围内，炉渣粘度随碱度的增加而增加. 碱度一定时，炉渣粘度随MgO, Al2O3, Na2O含量的增加而逐渐降低，随着TiO2的增加先降低后增加. 当炉渣碱度小于3.1、MgO质量含量大于4%、Al2O3大于20%、TiO2在3.1%~6.1%、Na2O大于0.75%时，1773 K温度下炉渣粘度均小于2 Pa×s，此时渣系粘度完全满足实际冶炼要求.

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31. 橡胶沥青搅拌罐内混合过程的数值模拟

安海超杨人凤王中彩杨波

过程工程学报 2016, 16 (2): 197-203. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215305

摘要（1190）

PDF （5311KB）（348）

针对橡胶粉与基质沥青混合过程中出现的漂浮、沉底、粘壁及挂料现象，建立了橡胶沥青搅拌罐的几何模型，基于计算流体力学软件对罐内混合过程进行非定常固液两相流数值模拟，分析了影响混合均匀性的因素，如桨叶直径、桨叶位置、挡板及搅拌速度等. 结果表明，尺寸适宜的桨叶直径与合适的桨叶位置有利于形成循环的轴向流，并减少定常流现象，安装挡板有效减少了切向流，搅拌器转速不影响内部流场的基本形态，但适宜的搅拌转速提高了混合均匀性. 混合均匀度与模拟结果印证，且当搅拌器直径800 mm、桨叶距离罐底680 mm、桨叶宽100 mm、搅拌速度280 r/min时，优化后橡胶粉的分布较均匀，混合均匀度为0.24，处于完全离底悬浮状态，模拟结果与实验结果较吻合.

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32. 相间传质对气泡聚并过程影响的实验研究

沈鉴彪王立

过程工程学报 2016, 16 (2): 204-209. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215404

摘要（1104）

PDF （290KB）（292）

设计了一套双气泡聚并实验系统，考察了相间传质对气泡聚并过程的影响，气相采用非相变的N2，液相为挥发性的丙酮和乙醇水溶液. 利用该系统测定了25~50℃温度下，不同组分浓度、鼓泡频率和气泡直径时气泡的聚并特性. 结果表明，相间传质诱导的Marangoni效应使聚并时间随温度升高呈先减小后增大的趋势，聚并时间的分散性在较高温度下显著增大，采用聚并效率描述气泡聚并特性更合适；聚并效率在温度升高到一定程度后开始降低并趋于最小值，该值随溶液浓度增加而减小，稳定因子可定量描述Marangoni效应；鼓泡速率和气泡直径增加1倍，最小聚并效率分别减小50%和67%.

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33. 环隙下料式流化床-提升管耦合反应器内截面平均固含率的分布

王子健鄂承林黄世平卢春喜

过程工程学报 2016, 16 (2): 210-215. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215341

摘要（1087）

PDF （578KB）（218）

在环隙下料式流化床-提升管耦合反应器大型冷模实验装置中，研究了提升管和环隙下料管内FCC颗粒截面平均固含率( )的轴向分布. 结果表明，流化床区域内随操作气速增大而减小，提升管区域可分为充分发展区(3.91~6.81 m)和约束返混区(6.81~8.60 m)，提升管区域内随操作气速增大而增大，操作气速小于0.7 m/s时，沿轴向分布均匀；其大于0.7 m/s时，约束返混区的明显增大. 在环隙下料管内，由于受窜气的影响，颗粒沿重力场流动阻力增大. 操作气速小于0.75 m/s时，环隙下料管内沿轴向分布较均匀；其大于0.75 m/s时，变径段出现脱空现象. 总体上，沿轴向向下略有增加，颗粒可顺畅通过环隙下料管循环返回流化床内. 确定了提升管区域内沿轴向分布的经验模型，计算值与实验值吻合较好.

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34. 高铝粉煤灰碳酸钠焙烧与酸浸提铝的动力学

刘能生彭金辉张利波蔺琎

过程工程学报 2016, 16 (2): 216-221. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215358

摘要（1211）

PDF （383KB）（561）

以内蒙古高铝粉煤灰(Al2O3/SiO2质量比1.24)为原料，采用Na2CO3焙烧活化-盐酸浸取法提铝，考察了焙烧温度、时间和碳酸钠/粉煤灰质量比的影响，对焙烧活化及酸浸提铝动力学进行研究，分析了提铝机理. 结果表明，高温活化条件下，粉煤灰中的莫来石及SiO2与Na2CO3反应生成NaAlSiO4, Al2O3和Na2SiO3，酸浸后铝浸出率超过94.99%；活化过程符合Crank-Ginstling-Braunshtein模型，表观活化能为117.06 kJ/mol，活化反应受固膜扩散控制.

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35. 改性活性炭对甲基橙的吸附

刘剑朱秋香谭雄文鄢瑛张会平

过程工程学报 2016, 16 (2): 222-227. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215334

摘要（1441）

PDF （247KB）（1459）

用盐酸和氨水对活性炭进行改性获得改性活性炭，将其用于处理甲基橙废水，考察了改性条件、振荡速度和温度等因素对甲基橙吸附性能的影响，采用吸附等温模型和吸附动力学模型进行拟合，并分析吸附过程的热力学特征. 结果表明，盐酸改性活性炭对甲基橙的吸附效果优于氨水改性活性炭，在甲基橙初始浓度60 mg/L、溶液体积50 mL、温度20℃、振荡速度100 r/min、盐酸改性活性炭投加量0.2 g时，24 h基本达到吸附平衡，甲基橙去除率为93.7%. 不同温度下，盐酸改性活性炭对甲基橙的吸附符合Langmuir(RC2>0.95)和Freundlich(RC2>0.97)吸附等温模型，饱和吸附量达112.7 mg/g. 热力学参数DG0<0，DH0>0，DS0>0，表明盐酸改性活性炭对甲基橙的吸附是自发吸热反应，其吸附动力学可用准二级动力学方程描述，随振荡速度增加，吸附速率常数增加.

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36. Na4Ca3(AlO2)10的合成和浸出行为

田勇攀潘晓林于海燕涂赣峰

过程工程学报 2016, 16 (2): 228-232. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216022

摘要（1055）

PDF （269KB）（240）

以分析纯CaCO3，Al2O3和Na2CO3为原料，在1100~1250℃合成了Na4Ca3(AlO2)10，研究了浸出时间、浸出温度、液固比及溶液中碳酸钠和氢氧化钠浓度对Na4Ca3(AlO2)10浸出性能的影响. 结果表明，在1200℃烧结30 min，可以合成纯度高于90%的Na4Ca3(AlO2)10. 当碳酸钠浓度为80 g/L、氢氧化钠浓度18 g/L时，Na4Ca3(AlO2)10在40℃浸出10 min的氧化铝浸出率达到90%以上. 当碳酸钠浓度降为30 g/L时，Na4Ca3(AlO2)10在60℃浸出15 min的氧化铝浸出率大于85%. 浸出时添加氢氧化钠有利于氧化铝浸出率的提高，氢氧化钠浓度大于5 g/L时，氧化铝浸出率可提高10%以上. Na4Ca3(AlO2)10的浸出性能优于12CaO·Al2O3和CaO·Al2O3.

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37. 菱铁矿磁化焙烧与磁选分离制备铁精矿

春铁军吴雪健宁超龙红明

过程工程学报 2016, 16 (2): 233-237. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215256

摘要（1033）

PDF （293KB）（340）

对国内某地菱铁矿进行无还原剂全粒级磁化焙烧-磁选研究. 结果表明，菱铁矿在无还原剂条件下于800℃焙烧15 min，所得焙烧矿在磨矿粒度小于0.074 mm占90%、磁场强度0.10 T条件下磁选，得到铁品位63.15%、铁回收率92.52%的铁精矿. 磁选精矿中的锰、镁和部分钙与铁元素以类质同像共存.

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38. 微尺度下渗透汽化-酯化反应耦合过程

陈旸胡佳煜吴家前刘君腾张卫东

过程工程学报 2016, 16 (2): 238-244. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215343

摘要（1292）

PDF （601KB）（261）

设计加工了新型膜微反应器，分析了该设备对渗透汽化-反应耦合过程的强化作用. 以酯化反应为模型反应，在催化膜微反应器中，考察了有无渗透汽化作用下催化剂负载量和温度对酯化反应性能的影响. 结果表明，在反应停留时间60 min、温度65℃的条件下引入渗透汽化作用，转化率由13.6%提高至54.0%. 由于微反应系统的比表面积大且扩散距离短，过程微型化有利于副产物水的脱除，能强化膜分离与反应耦合过程. 在催化剂含量15%(w)、反应停留时间60 min、温度65℃的条件下，催化膜微反应器和常规尺寸催化膜反应器内的酯化反应转化率分别为54.0%和29.3%. 微反应设备中无需机械搅拌，对催化膜有保护作用.

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39. 铬铁矿硫酸酸解过程强化研究

王正琛张洋聂瑶郑诗礼乔珊陈晓芳范兵强

过程工程学报 2016, 16 (2): 245-251. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215396

摘要（1365）

PDF （568KB）（420）

针对铬铁矿硫酸酸解条件苛刻的难题，提出机械活化和氧化剂相结合强化铬铁矿硫酸酸解过程的新方法. 以南非铬铁矿为原料，考察了液固比、硫酸浓度、机械活化、氧化剂加入量、温度等参数对铬浸出过程的影响，对铬铁矿硫酸酸解过程铬的浸出动力学进行了研究. 结果表明，最佳浸出条件为：液固比2.4 mL/g，硫酸浓度80%(w)，机械活化时间20 min，氧化剂加入量13%(w)，温度120℃，浸出时间5 h，该条件下铬浸出率达92.36%. 浸出过程符合未反应收缩核模型.

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40. COREX用煤高温成焦质量分析及预测模型

徐大安吴铿王宁朱利门正朝张黎巢昌耀

过程工程学报 2016, 16 (2): 252-258. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216023

摘要（943）

PDF （421KB）（284）

针对宝钢COREX-C3000所使用的两种块煤展开研究，检测分析了煤A和煤B焙烧过程中成焦的粉化率、冷态强度和热态性能、光学组织结构以及微观形貌. 结果表明，随着焙烧时间的增加，煤焦A的粉化率不断下降，由32%下降到11%，而煤焦B的粉化率不断上升，由12%上升到22%；煤焦A和B的冷态强度及热态性能在6 h左右发生突变，成焦在6 h左右完成；煤焦A中镶嵌结构均高于4%，远高于煤焦B，在COREX内代替焦炭的骨架作用优于煤焦B，而煤焦B中类丝碳结构均在25%以上，使得其在COREX炉内代替焦炭热源及还原剂作用明显；煤焦光学组织结构与热态性能之间的关系可通过多元线性回归得到，从而建立可靠的煤焦质量预测模型.

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