过程工程学报

Select

1. 本期封面和目录

过程工程学报

Select

2. 积累、发展、开拓创新-主编寄语

张锁江

过程工程学报 2019, 19 (1): 1-2. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219001

摘要（1025）

PDF （457KB）（265）

来暑往，岁月如梭；历添新岁，春满山河！《过程工程学报》充满着勃勃生机，在充实与忙碌中，大步踏入了2019年。

相关文章 | 多维度评价

Select

3. 火焰法制备碳纳米管研究进展

韩伟伟汪鹏卫言楚化强孙勇曹文健

过程工程学报 2019, 19 (1): 3-13. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218203

摘要（1054）

PDF （2106KB）（426）

火焰法是近20年来兴起的一种新颖、高能效、低成本的碳纳米管制备方法。火焰法能同时提供制备碳纳米管所需的碳源和热源，具有大规模制备碳纳米管的潜力。由于火焰中环境极其复杂，控制火焰中碳纳米管的合成仍是巨大的挑战。本工作介绍了碳纳米管的结构及其性能，综述了扩散火焰(同轴扩散火焰、反扩散火焰和对冲扩散火焰)和预混火焰(单面滞止火焰和双面滞止火焰)制备碳纳米管的研究进展，并对碳纳米管的vapor–liquid–solid、顶部和底部及空心和实心生长机理作了简要阐述，介绍了本课题组基于甲烷/空气同轴射流火焰制备碳纳米管的研究进展。分析表明，金属镍起催化作用，催化剂颗粒包覆在碳纳米管内部，火焰合成的碳纳米管基于vapor–liquid–solid生长机制，碳纳米管直径为50~90 nm，平均直径为65 nm。对火焰法制备碳纳米管的发展方向进行了展望。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

4. 氨气吸附材料的研究进展

王均利曾少娟陈能尚大伟张香平李建伟

过程工程学报 2019, 19 (1): 14-24. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218171

摘要（2005）

PDF （1034KB）（1071）

氨是一种典型的有毒有害气态碱性污染物，也是PM2.5二次颗粒物的主要成因之一，大量含氨尾气排放不仅严重影响人类健康和生活环境，还会造成氨资源浪费。本工作综述了近年来多孔材料用于氨气吸附分离的研究现状和进展，重点论述了沸石、硅胶、活性炭、氧化石墨烯、多孔有机聚合物、共价有机骨架和金属?有机骨架材料改性前后对氨气的吸附性能，总结了吸附材料的改性方法，分析了该领域发展面临的主要问题，对未来的研究方向提出了建议。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

5. 酸催化山梨醇脱水制异山梨醇的研究进展

邓洁袁静童琴代卫国赵昆峰王耀锋徐宝华何丹农

过程工程学报 2019, 19 (1): 25-34. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218161

摘要（891）

PDF （454KB）（380）

异山梨醇是一种生物基功能性二元醇，近年来因其在聚合物工业中的潜在应用价值而备受关注。山梨醇脱水反应是生物质转化合成异山梨醇的关键步骤，目前普遍采用酸催化体系，且在酸性催化剂开发及工艺研究方面均取得了良好进展。本工作主要介绍了已报道的酸性催化剂结构与性质对催化活性及选择性的影响，指出强酸性均相催化剂具有高催化活性，但腐蚀性强，且不易循环利用；多相催化剂催化活性与酸性位点、酸度、酸容量、孔结构、表面性质和结构等都有关系，且这些性质随催化剂组成和结构改变而相互影响。针对目前山梨醇脱水反应催化剂均相催化腐蚀性强、催化剂循环性差，多相催化剂催化活性不高的现状，高催化活性可循环使用的离子液体催化剂是一种具有发展潜力的均相催化剂，对多相催化剂构效关系还应进行更多的研究以指导新型催化剂的开发。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

6. 超级电容器用二维Ti ₃C ₂T _x过渡金属碳/氮化物材料的研究进展

张洵李培王政德王先鹏张伟檀杰吕耀辉

过程工程学报 2019, 19 (1): 35-44. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218142

摘要（687）

PDF （3054KB）（1006）

近年来二维过渡金属碳/氮化物(MXene)材料由于其独特的物理/化学性能，在储能领域引起广泛的关注。其中以二维Ti3C2Tx材料的研究最为普遍。MAX相是一类三元氮化物和/或碳化物，其化学式为Mn+1AXn (n=1~3)，M代表过渡金属元素(如Sc, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo等)，X是碳和/或氮，A主要是IIIA或IVA族元素。根据n不同，MAX相的晶体结构包括3种类型。MAX相中，M?X和M?A键强度都很高。无法通过剪切或其它机械方法分层剥离。由于M?A键比M?X键具有更高的化学活性，可以通过化学刻蚀M?A键并辅助剥离方法获得单层/少层的MXenes材料。表面基团随机分布，对电化学性能有重要的影响。调控表面基团的种类和数量是当前研究的重要内容。本工作介绍了MXene相的基本结构，分析了相结构与性能的关系。总结了通过离子插入、热处理、表面改性、电极设计和元素掺杂等手段改善MXene相材料电化学性能的研究进展，简要介绍了MXenes与碳材料、氧化物、聚合物复合在超级电容器领域中的应用进展。对MXene相材料的结构、制备及电化学性能等方面进行了综述，指出了MXene相材料用于超级电容器领域存在的主要问题及未来的发展方向。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

7. 废旧铝合金回收利用的研究现状

韦漩王海娟刘春伟曹宏斌严鹏程孙峙

过程工程学报 2019, 19 (1): 45-54. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218180

摘要（1027）

PDF （823KB）（577）

铝合金由于其密度小、强度高、耐腐蚀等一系列优良性能，已经成为世界上第二大金属材料。随着原铝产量的严重短缺和各种铝产品相继达到报废年限，人们对各类废旧铝合金的回收利用越发关注。再生铝行业的兴起不仅可以有效缓解全球铝土矿资源日益匮乏的局面，而且对经济、环境和能源的可持续发展都有很大贡献。航空航天用铝由于工作环境特殊，对铝合金强度、耐热性、抗腐蚀性和抗疲劳性等有严格的要求，航空铝有更高的循环利用价值。通过几十年的研究探索，针对废铝回收过程产品质量不稳定、烧损率高、氧化严重等问题，相继开发了重介质分离、双室炉熔炼、LARS变质处理等技术和设备。本工作对常见废旧铝合金在预处理、重熔再生和金属熔体精炼过程中所用设备和技术进行了总结，重点归纳了航空铝的回收利用现状，对铝回收行业存在的难点问题和未来发展趋势进行了讨论和展望。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

8. 黏性颗粒团聚机理及流化特性研究进展

祁晗璐王嘉骏顾雪萍冯连芳

过程工程学报 2019, 19 (1): 55-63. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218139

摘要（736）

PDF （892KB）（277）

黏性力的存在导致黏性颗粒在流化过程中易发生团聚，干扰正常的流态化。近年来，黏性颗粒流的研究重心逐渐转移到本征的团聚机理和流化特性。本工作综述了4种主要黏性力的力学模型、团聚判据及流态化实验与模拟研究进展，从力、运动及动力学的角度阐述了黏性力作用机制和黏性颗粒流化特性。分析表明，在颗粒尺度上，4种黏性力发展程度差异较大，黏性力动力学模型和团聚过程机理将成为未来研究的主要方向。在反应器尺度上，耦合黏性力模型的离散单元法模拟将继续作为重要的研究方法，其中，机理模型和计算能力是后续模拟中需要突破的重点。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

9. 旋流分离对天然气水合物除砂提纯的影响

邱顺佐王国荣王广申周守为刘清友钟林王雷振

过程工程学报 2019, 19 (1): 64-72. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218154

摘要（635）

PDF （1694KB）（268）

针对固态流化开采方法开采海底天然气水合物含砂量大导致开采效率低的问题，提出原位分离工艺，设计了旋流分离装置，基于该装置利用CFD数值模拟方法研究了固相(砂和水合物颗粒)直径、入口浆体流量及浆体中砂浓度对装置分离性能的影响。结果表明，在研究范围内，砂和水合物分离效率大部分高于60%，最高达98.72%，压降大部分低于0.5 MPa，最低至0.03 MPa。砂粒分离效率随固相粒径增大先增大后趋于平稳，随浆体入口流量增大先增大后减小，随砂浓度增大而降低；水合物分离效率随固相粒径增大先增大后趋于平稳，随浆体入口流量增大先增大后减小，随砂浓度增大而降低。溢流口和底流口压降几乎不随固相粒径变化，随砂浓度和浆体入口流量增大而增大。固相粒径、入口流量、砂浓度对分离性能有较大影响，在砂粒径大于20 ?m、水合物粒径大于40 ?m、浆体入口流量约5 m3/h、入口砂浓度不超过25vol%的条件下分离性能良好。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

10. 纳米管表面和自润湿溶液相耦合的传热性能

司祥华胡柏松张少峰王德武余伟明

过程工程学报 2019, 19 (1): 73-82. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218131

摘要（651）

PDF （3498KB）（157）

采用阳极氧化法在光滑钛板表面制备了高度有序的纳米管表面，利用扫描电镜、原子力显微镜和全自动接触角测量仪表征了纳米管表面和光滑表面的形貌及表面特性，配制自润湿溶液并进行热物性测定，将不同的加热面(光滑表面和纳米管表面)与不同工质(蒸馏水和自润湿溶液)组合进行池沸腾实验，从不同角度对比了不同组合工况的传热效果，从微观和宏观两方面对纳米管表面和自润湿溶液耦合强化传热的机理进行了分析。结果表明，具有超亲水性和较大粗糙度的纳米管表面与自润湿性溶液耦合时，最大传热系数和临界热流密度较高，分别为11.963 kW/(m2?℃)和623.706 kW/m2，比光滑表面与蒸馏水的常规组合传热分别提高了84.1%和143.8%。纳米管表面和自润湿溶液对系统的最大传热系数和临界热流密度强化作用稍有不同，二者协调强化沸腾传热性能。纳米管表面具有更多的有效汽化核心、更大的粗糙度和更好的润湿性，结合自润湿溶液特殊的表面张力特性形成冷热液体微循环，促进冷热液体运动，及时进行二次润湿，大幅减小气泡脱离直径，提高其脱离频率，出现微气泡，增加了对系统的扰动，有效增强了传热性能，是提高系统最大传热系数和临界热流密度的主要原因。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

11. 90°圆截面弯管内稠油流动特性分析

顾效源潘福奎汪文杰张黎明

过程工程学报 2019, 19 (1): 83-90. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218158

摘要（717）

PDF （2681KB）（189）

采用计算流体力学三维层流模型模拟，研究了温度50~75℃、雷诺数Re=300~800、弯管内径D=50.7~131.7 mm、弯径比B=0.75~3.0条件下稠油在90°弯管内的阻力特性，分析了弯管局域阻力系数波动的机理。结果表明，随温度升高、入口雷诺数下降、弯管直径增加，局域阻力系数提高；在弯管0~15°范围内阻力下降，原因是弯管内形成双纵向涡，75°到弯管后0.5D范围内阻力下降，原因是弯管内形成4个纵向涡；弯管的弯径比对局域流动阻力影响很大，B=0.75时相邻截面最大落差达B=3.0时的28.35倍，但管道进出口阻力仅为1.68倍，原因是弯径比B≤1.0时，弯管后1.0D范围内侧形成了局域低压区，对应位置出现流向涡旋，同时弯管后0.5D截面稠油剪切速率达到峰值。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

12. 旋流筛板式气固挡板流化床内压力脉动特性

时瑶王德武赵斌张少峰梁凯光马树辉

过程工程学报 2019, 19 (1): 91-101. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218151

摘要（638）

PDF （1168KB）（130）

在表观气速Ug=0.04~1.14 m/s时，采用旋流筛板构型的挡板式内构件，通过对比分析旋流筛板式气固挡板流化床与自由床内流动现象、压差脉动标准偏差和压力脉动标准偏差等参数，确定了旋流筛板式气固挡板流化床能有效破碎气泡的流动与操作条件。结果表明，构件下方区域颗粒随表观气速增加而不断转移至构件上方床层，造成构件下方区域密相床层高度持续降低，该区域出现3种流动状态并直接决定构件是否能破碎气泡。当Ug<0.44 m/s时，构件下方区域密相床层料位较高，形成下部为密相床层、上部为密相与大气泡交替通过构件的鼓泡床，此时构件具有抑制气泡生长并破碎气泡的作用，全床压差脉动及压力脉动标准偏差低于相同条件下的自由床；当0.44≤Ug<0.66 m/s时，密相床层料位较低，形成下部为密相床层、上部为单一稀相的湍动床，此时构件不再直接抑制气泡生长或破碎气泡，但构件下方密相床层的存在能降低构件下方及构件上方一定高度内床层的压力脉动强度；当Ug≥0.66 m/s后，密相床层完全消失，形成气体为连续相的稀相流化状态，构件不能破碎气泡、降低床层压力和压差脉动强度。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

13. 液滴滴浸微通道入口段的动力学特性分析

李培生连小龙张莹赵万东刘强卢敏杜鹏

过程工程学报 2019, 19 (1): 102-109. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218147

摘要（606）

PDF （1287KB）（203）

采用流体体积(Volume of Fluid, VOF)函数捕捉气液相界面，研究液滴滴浸微通道入口段的运动，通过改变微通道入口段的截面宽度、润湿特性及液滴雷诺数(Re)和韦伯数(We)研究滴浸过程的动力学特性。结果表明，微通道入口段的截面宽度对液滴浸入微通道时的撞击过程影响最明显，随截面宽度减小，液滴撞击通道入口后通过微通道的难度增加，整个过程液滴所受阻力逐渐增大；当微通道截面宽度减至0.2 mm时，壁面润湿性效应凸显，表现为壁面静态接触角越大，液滴滴浸微通道时所受的阻力也越大。表面接触角较大时，为使液体通过微通道入口段，可适当增大液滴的Re，液体在通道内的浸润长度随Re增加成比例增大，当Re增至4000时，通道内开始出现射流现象。We减小，表面张力效应变得明显，通道内的流动阻力变大，液体流过微通道入口段的难度增大。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

14. 柱形流化床传热特性的数值模拟

王力军段叔平徐凌锋孙嘉君

过程工程学报 2019, 19 (1): 110-117. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218119

摘要（724）

PDF （1268KB）（190）

对Shedid等搭建的圆柱体流化床采用欧拉?欧拉法进行三维数值模拟，考察了颗粒球形度、表观进气速度和床料初始堆积高度对流化床内垂直加热壁面与流动床料之间对流传热特性的影响，采用有效导热系数分别计算气相和固相的对流传热系数。结果表明，随表观进气速度增大，流化床内颗粒物料湍流运动加剧，加热壁面平均温度和流体平均温度下降，壁面流体间传热平均温度差减小，壁面流体间对流传热系数增大；随初始床料高度增加，流化床内颗粒与加热壁面的接触面积增大，导致固相平均对流传热系数增大。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

15. 离心场强化晶硅切割废料Si/SiC分离过程油水分相

王占奎王东王志马文会万小涵

过程工程学报 2019, 19 (1): 118-125. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218175

摘要（738）

PDF （825KB）（206）

对切割料中Si和SiC的高效分离进行了研究，利用晶硅切割废料中Si和SiC表面性质的差异，向浆料中加入柴油并充分乳化，使SiC吸附在油滴上实现Si/SiC分离，对乳化后的浆料施加离心力强化油水分相，调节浆料pH值改变颗粒表面Zeta电位，调控乳化后的油滴大小，研究了Si/SiC分离效果、分相时间与浆料pH的关系及附有SiC的油滴表观密度与油滴直径的关系，对乳化后的浆料分别施加超重力系数为10, 50, 100, 150和200的离心力，考察了离心时间2 min时的分相效果和Si/SiC分离效果。结果表明，常重力场中，油滴尺寸越小，分相时间越长，但SiC去除效果变好，pH=7时，水相SiC含量为4.23wt%。油滴直径小于64 ?m时，油滴在浆料中不可上浮。离心场中，超重力系数为100, pH=7时，水相中SiC含量为5.47wt%，分相时间由460 min缩短为2 min。通过对离心场中SiC的受力分析解析了离心场中SiC在油滴表面的赋存状态，证实离心场作用下，SiC沿油滴表面向离心力方向移动使油滴对SiC的吸附力减小。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

16. 含锂矿物机械化学强化提锂工艺

何明明尤海侠赵春龙郑晓洪曹宏斌孙峙

过程工程学报 2019, 19 (1): 126-135. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218169

摘要（732）

PDF （3083KB）（339）

采用机械化学活化方法，在机械活化过程中用K2SO4为活化添加剂，强化锂云母中惰性Li?O配位结构活化转型，通过温和稀酸浸出高效分离锂，考察了活化过程添加剂用量、球磨时间和球料比及浸出条件如酸浓度、液固比、搅拌速度、温度和时间等对锂回收率的影响，确定了最佳工艺条件，讨论了反应过程机理。结果表明，机械化学活化强化破坏云母片层结构中的Si?O?K结构，降低了Si?O配位结构对Li?O配位结构的牵制力，导致Li?O键强减弱，反应活性增加。在最优条件下(精矿与K2SO4质量比5:1，球磨机转速500 r/min，球料质量比20:1，球磨时间3 h，硫酸浓度15vol%、液固比4 L/g、反应温度80℃、浸出搅拌速率200 r/min)，锂浸出率可达99.1%。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

17. 从雨生红球藻藻泥中选择性提取虾青素

任晓丽陈林李润植刘天中

过程工程学报 2019, 19 (1): 136-143. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218102

摘要（884）

PDF （688KB）（260）

以雨生红球藻湿藻泥为原料，研究了不同有机溶剂对胞内油脂和虾青素选择性提取分离的影响，通过酸解破壁提高虾青素和油脂的提取效率。结果表明，连续乙醇提取可对胞内色素和油脂有效分级提取，先提取出极性组分(叶绿素和极性脂)，再提取中性组分(类胡萝卜素和中性脂)。中等极性溶剂或溶剂体系对类胡萝卜素的选择性和提取率较好；乙醇/乙酸乙酯混合溶剂提取类胡萝卜素的总得率(干重)达25.31 mg/g，提取率为69.35%。对雨生红球藻湿细胞进行酸解破壁处理有助于提高虾青素和油脂的提取率。在最优酸解破壁条件(盐酸浓度1 mol/L，温度60℃，时间60 min)下，含水80%的雨生红球藻藻泥的油脂总得率(干重)达418 mg/g，总脂提取率达97%。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

18. 硫酸化焙烧-水浸处理废稀土荧光粉工艺

田欢张梦龙赖莉赵卓

过程工程学报 2019, 19 (1): 144-150. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218156

摘要（975）

PDF （771KB）（262）

针对当前废稀土荧光粉综合回收利用率低、不当处理造成环境污染严重等问题，采用硫酸化焙烧?水浸法处理废稀土荧光粉，考察了焙烧温度对物料形态的影响及焙烧温度、浓硫酸添加量对稀土氧化物浸出效果的影响，并对该工艺进行了初步环保评估。结果表明，在焙烧温度300℃、时间120 min、浓硫酸与废粉质量比为1.85及浸出温度25℃、时间120 min、液固质量比2:1的条件下，4种稀土氧化物的回收率分别为Y2O3 98.82%, Eu2O3 97.39%, CeO2 96.58%和Tb4O7 98.77%。硫酸化焙烧可使稀土分解为可溶性的硫酸盐和磷酸盐，并保证渣为环保的低放渣。浓硫酸添加量对4种稀土氧化物浸出率影响较大，焙烧温度对CeO2和Tb4O7浸出效果影响显著，在浓硫酸与废粉质量比1.85、浸出温度25℃、时间均为120 min的条件下，CeO2和Tb4O7的浸出率分别由焙烧温度200℃时的40.18%和37.18%提高至300℃时的96.58%和98.77%。稀土荧光粉在300℃下焙烧不会产生SO2和SO3等有害气体，焙烧过程中放出的气体主要为水蒸气和挥发的硫酸，物料失重约为10%。该工艺避免了焙烧过程中产生大量含硫、含氟、强酸性废气及难溶解的焙烧废渣，同时减少了环境污染及部分稀土资源浪费，具有广阔的工业应用前景。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

19. HA和HNAPO萃取锌的密度泛函分析

罗兴国魏昶李兴彬邓志敢庄子宇李存兄

过程工程学报 2019, 19 (1): 151-158. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218157

摘要（750）

PDF （1260KB）（173）

为从微观层面分析从锌氨溶液中萃取Zn(II)的反应机理，采用密度泛函(DFT) B3LYP/6-31G+(d, p)理论对萃取剂1-苯基-1,3癸二酮(Mextral54-100，HA)和2-羟基-5-壬酰基苯甲酮肟(Lix84I，HNAPO)及Zn(II)萃合物的几何结构、红外光谱、原子轨道贡献率和电荷分布等进行研究。结果表明，在HA与锌形成萃合物的过程中，HA烯醇式上的O和C原子、HNAPO肟基上的C和N原子及苯酚上的O原子对分子轨道的贡献率最高；HA上的C=C双键的伸缩振动峰在萃取反应后发生红移，HNAPO肟基上的C=N双键的伸缩振动峰强度发生改变，酚羟基的摇摆振动峰消失，表明烯醇式、肟基和酚羟基为萃取反应的活性中心，键长和键角均发生了改变；Zn(II)取代烯醇式上的氢与氧原子形成配位键，C=O双键在形成萃合物后键长增大。HNAPO与锌形成萃合物的过程中，Zn(II)取代酚羟基上的氢与氧和氮原子形成配位键，且苯环和锌离子处于一个平面上；萃取剂HA的分子轨道差值和电负性均低于HNAPO，化学势高于HNAPO，理论预测HA萃取锌的反应活性大于HNAPO，与实验结果吻合。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

20. 电沉积制备多孔Ni–Fe–Sn合金电极及其析氧性能

高莹吴艺辉周连科马春生

过程工程学报 2019, 19 (1): 159-164. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218214

摘要（831）

PDF （1021KB）（363）

采用直流电沉积法在铜箔表面合成了多孔结构的Ni–Fe–Sn合金，用扫描电子显微镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪对合金的微观组织形貌和相态进行了表征，用电化学工作站测试了合金电极在碱性环境中的析氧性能。结果表明，Ni–Fe–Sn合金电极主要由Ni3Sn2和FeNi3相组成，电极表面形成了多孔结构。在30wt% KOH溶液中，Ni–Fe–Sn合金的析氧过电位仅为261 mV(电流密度10 mA/cm2)，Tafel斜率为69.9 mV/dec。电极在10 mA/cm2电流密度下能稳定工作12 h以上，具有良好的电化学稳定性。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

21. 高温陶瓷过滤管性能退化建模及实时寿命预测

刘龙飞姬忠礼栾鑫

过程工程学报 2019, 19 (1): 165-172. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218183

摘要（665）

PDF （912KB）（154）

高温陶瓷过滤管由内部孔径较大的支撑体和外部孔径较小的过滤膜双层结构构成，在实际应用中，存在大量粒径较小的粉尘颗粒，会穿过过滤膜沉积到支撑体内部，脉冲反吹无法有效清除. 因支撑体内颗粒沉积及管壁外残余粉尘层不断压缩，使陶瓷过滤管渗透率不断下降，残余压降逐渐增加。本工作基于高温陶瓷过滤管壁内颗粒沉积特性及残余粉尘层压缩不可直接观测的特点，结合贝叶斯估计理论，利用过滤管运行期间采集的残余压降数据，提出一种基于状态空间模型的过滤管性能退化建模方法。该方法能融入最新采集到的残余压降数据，实时对模型参数进行更新，可对陶瓷过滤管的剩余寿命进行实时预测，同时对陶瓷过滤管剩余寿命的失效概率密度分布及陶瓷过滤管的退化状态变化率进行预测。对某高温试验装置及壳牌煤气化装置中的陶瓷过滤管残余压降分析表明，预测剩余寿命准确率随残余压降数据增加而逐渐增加，后期预测准确率高于95%，且陶瓷过滤管退化状态变化率逐渐变小，与陶瓷过滤管残余压降前期增加快后期增加慢的现象一致。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

22. 咪唑类离子液体高效吸收二氯甲烷

吴文亮李涛高红帅尚大伟涂文辉王斌琦张香平

过程工程学报 2019, 19 (1): 173-180. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218162

摘要（815）

PDF （467KB）（235）

合成了一系列常规离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF4])、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim][PF6])、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([Bmim][NTf2])、1-丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐([Bmim][DCA])、1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Bmim][SCN])、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Emim][SCN])和N-丁基吡啶硫氰酸盐([BPy][SCN])，用智能重量分析仪(IGA)测定不同温度和分压下离子液体吸收二氯甲烷(DCM)的容量。结果表明，[Bmim][SCN]具有最高的二氯甲烷吸收容量(1.46 g/g, 303.15 K, 60 kPa)，5次循环后吸收能力无明显下降，[Bmim][SCN]基本可完全再生，能循环使用。量化计算结果表明[SCN]?可与二氯甲烷形成氢键，增强其对二氯甲烷的吸收能力。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

23. 聚三唑酯树脂的合成及其性能

潘博王露雨王海军江松达万里强郝旭峰田杰黄发荣

过程工程学报 2019, 19 (1): 181-188. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218145

摘要（638）

PDF （897KB）（169）

通过酯化反应合成丁二酸二炔丙醇酯(DPS)、间苯二甲酸二炔丙醇酯(DPIP)、对苯二甲酸二炔丙醇酯(DPP)，与三官能团叠氮化合物(TAMTMB)反应，制备了3种热固性聚三唑酯(PTAE)树脂，研究了树脂的加工特性、固化行为、树脂固化物的力学性能，制备和表征了T700单向碳纤维增强PTAE树脂复合材料。结果表明，PTAE树脂具有良好的加工性能，可在较低温度(80℃)下固化；固化后的PTAE树脂的玻璃化转变温度(Tg)受主链结构影响，3种树脂的Tg均高于140℃，浇铸体弯曲强度高于170 MPa，T700单向纤维增强PTAE树脂复合材料的常温弯曲强度高于1500 MPa。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

24. 用汉森溶解度参数评估功能化石墨烯在溶剂中的分散性

刘建强马婧

过程工程学报 2019, 19 (1): 189-194. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218195

摘要（1542）

PDF （878KB）（569）

石墨烯独特的结构使其容易团聚，不溶于大多数的溶剂，应用受到极大限制。本工作用海藻酸钠(SA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)表面改性石墨烯抑制石墨烯团聚，用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱和X射线衍射仪对其进行表征，考察了两种功能化石墨烯在溶剂中的分散性，并根据分散结果计算了汉森溶解度参数。结果表明，石墨烯成功功能化，经两种分散剂表面改性的石墨烯在溶剂中的分散性改变较大，在水中分散性较好，汉森溶解度参数和汉森球半径均发生改变。汉森球半径变大表明表面改性增大了石墨烯在溶剂中的溶解度。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

25. 优化制备粒度均匀分布的Ce-Cu/TiO ₂空心微球及其光–湿性能

张浩徐远迪刘秀玉

过程工程学报 2019, 19 (1): 195-201. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218194

摘要（624）

PDF （574KB）（169）

以Ce(NO3)3?6H2O和Cu(NO3)2?3H2O为改性剂制备Ce–Cu/TiO2空心微球，通过均匀设计与BP神经网络模型优化Ce–Cu/TiO2空心微球的制备工艺参数。用激光粒度分析仪对Ce–Cu/TiO2空心微球的粒度分布进行测试，用SEM和TEM对Ce–Cu/TiO2空心微球的微观形貌进行表征，用比表面积及孔径测定仪对Ce–Cu/TiO2空心微球的孔结构进行测试，采用等温吸放湿法对粒度均匀分布的Ce–Cu/TiO2空心微球的湿性能进行测试，用紫外–可见分光光度计测试其光性能。结果表明，粒度均匀分布的Ce–Cu/TiO2空心微球制备工艺参数为：磁力搅拌速度VMS=910 r/min、溶液B加入溶液A的速度VAB=1.32 mL/min、溶液D加入溶液C的速度VCD=0.86 mL/min、煅烧升温速度VTC=2.47℃/min和煅烧温度TC=485℃，所制空心微球d10=103.74 nm，d50=141.46 nm和d90=188.84 nm，粒径分布区间d90–d10为85.10 nm，空心微球具有良好的光–湿性能，1~6 h对甲醛气体的降解率为21.6%~53.9%，相对湿度32.28%~84.34%的平衡含湿量为0.0364~0.2746 g/g。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

26. 过渡金属Mn取代多金属氧簇催化醇解废旧PET

方鹏涛刘博周清徐俊丽丁禹简昌亮葛明兰马军营吕兴梅

过程工程学报 2019, 19 (1): 202-208. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218178

摘要（714）

PDF （587KB）（230）

合成了一种具有三明治结构的过渡金属Mn取代的多金属氧簇(POMs)催化剂Na12[WZnMn2(H2O)2(ZnW9O34)2]，用于催化聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的醇解过程，对反应温度、反应时间和催化剂量等实验条件进行了优化。结果表明，在催化剂量为PET质量的1.0%、质量比PET/EG(乙二醇)为1:4及190℃的条件下反应80 min，PET降解率可达100%，对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)的收率达84.42%。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

27. 厌氧活性污泥产电特性及产电过程微生物群落变化

丁建军彭小伟韩业君

过程工程学报 2019, 19 (1): 209-215. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218152

摘要（724）

PDF （453KB）（308）

以厌氧活性污泥为接种液构建微生物燃料电池(MFC)，检测了运行第1周期前后电池的理化性质及菌群变化情况。结果表明，MFC启动后产电性能良好，外接1000 Ω电阻时输出电压可达0.62 V，功率密度达1247 mW/m2，内阻为143 Ω, 化学需氧量(COD)去除率达63.6%；高通量测序结果显示，MFC菌群与原始接种厌氧活性污泥菌群相比变化较明显，菌群多样性指数降低，优势菌门硬壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)为产电菌群常见门，与MFC产电能力直接相关的克雷伯氏菌属(Klebsiella)富集并成为优势菌属，相对丰度达16.73%。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

28. 初始压力对冰冻石英砂中CO ₂水合物生成特性的影响

李金平李洋姚泽张学民黄娟娟康健

过程工程学报 2019, 19 (1): 216-222. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218118

摘要（672）

PDF （724KB）（152）

利用冰冻石英砂模拟冻土水合物的赋存条件，研究了压力对二氧化碳水合物生成特性的影响，在300 mL高压水合物反应釜中于271 K下进行了多组CO2液化压力以上及以下的霰状冰粉包裹的石英砂中水合物生成实验。结果表明，充入的CO2未液化时，初始压力越大，水合反应速率越快，压力越早达稳定状态；充入压力达液化压力后，注入的CO2越多，水合反应速率越快。压力作为水合反应的驱动力，压力越高水合物生成越多，冰的最终转化率越高。采用CO2置换冻土区中甲烷水合物时，控制压力低于液化压力或注入过量的CO2，置换效果更好。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

29. 本期封面和目录

过程工程学报

Select

30. 低温SCR脱硝催化剂研究进展

宁汝亮刘霄龙朱廷钰

过程工程学报 2019, 19 (2): 223-234. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218233

摘要（1045）

PDF （1238KB）（558）

氮氧化物NOx(NO, NO2和N2O)是全球大气污染的主要污染物之一，引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏等环境问题，严重影响人们的生存环境和生活质量，引起了世界各国的广泛关注。针对固定源和移动源燃烧排放，各国制定了日益严格的排放标准。目前主要的脱硝技术分为选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、氧化脱硝和活性炭吸附脱硝等。SNCR的应用有较高的条件，影响其成功运行的主要因素有温度、氨氮比、氨气在烟气中的分布和停留时间等，故SNCR的工业应用存在一定的局限性。SCR脱硝技术比其它脱硝技术应用更广泛，其中脱硝多安排于除尘脱硫后，此时温度多处于100?250℃之间。为提高SCR脱硝性能，低温SCR脱除NOx是目前研究最热门的烟气脱硝技术。本工作综述了近年来低温SCR脱硝催化剂的研究进展，介绍了锰基催化剂、钒基催化剂及碳基催化剂的发展现状，对单组分Mn基催化剂、负载型Mn基催化剂和复合型Mn基催化剂进行了综述，从V基催化剂的制备对脱销的影响和脱硝机理进行了表述，综述了过渡金属掺杂对C基催化剂的影响，阐述了烟气中H2O和SO2对催化反应的影响及低温SCR反应的脱硝机理，对低温SCR催化剂进行了总结并对其未来发展进行了展望。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

31. 水力旋流器研究现状及其在煤化工废水处理中的应用前景

隋元伟贾广如许高洁董强宁朋歌曹宏斌

过程工程学报 2019, 19 (2): 235-245. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218248

摘要（690）

PDF （495KB）（391）

水力旋流器是利用离心力场进行两相流体分离的设备，具有体积小、效率高、结构简单和安装便捷等特点，广泛应用于化工、石油及地下开采等工业领域。本工作主要介绍了旋流器的工作原理、理论研究和应用现状，从数值模拟、旋流器的结构参数、操作参数和物性参数及应用技术拓展等方面综述了水力旋流器的研究现状，并针对煤化工废水水质高乳化、高分散和高粘度等特点，综合分析了水力旋流器在煤化工废水预处理中的应用前景。旋流器模拟与实验相结合为目前研究的主要方向，深度分析了旋流器内两相流的运动状态，为旋流器结构改良提供理论依据，推动旋流器快速发展。旋流器结构改良设计和操作参数的优化均有一定局限性，油水物性是影响油水分离的决定性因素。因此，前期对含油废水进行预处理极为重要，可采用破乳剂或絮凝剂、超声或微波等方法改善含油废水的物性，对含油废水物性的研究和改善并结合数值模拟的应用将是未来提高水力旋流器分离效率的发展方向，旋流器在煤化工废水除油脱焦粉工艺中有很好的经济效益和广阔的应用前景。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

32. 有机工质向心透平变工况特性的数值模拟与极差分析

王志奇曾凡云张振康夏小霞贺妮胡艳华张建平

过程工程学报 2019, 19 (2): 246-253. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218179

摘要（622）

PDF （2202KB）（247）

以R245fa为工质设计向心透平，采用CFD方法对向心透平性能进行全流域三维模拟研究，考察了入口温度、转子转速和膨胀比(进出口压力比)对向心透平工况特性的影响，对主要影响因素进行极差分析。结果表明，向心透平工作转速为设计转速的80%~100%时，输出功率和等熵效率波动较小，工作转速高于设计值时透平性能迅速下降。随入口温度升高，透平输出功率与等熵效率增大；随膨胀比增大，透平输出功率线性增加。透平存在最佳膨胀比使等熵效率最大，且实际运行压比大于最佳膨胀比时，透平等熵效率变化较小。出口压力对向心透平输出功率影响最大，温度的影响最小；转子转速对等熵效率影响最大，入口压力的影响最小。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

33. 新型气液逆流撞击洗涤喷嘴的优化

郝思佳满长卓许峻范怡平

过程工程学报 2019, 19 (2): 254-262. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218217

摘要（637）

PDF （1454KB）（232）

针对一种新型气液逆流撞击式洗涤喷嘴，通过冷模实验，采用溶氧法考察了不同结构喷嘴的气液两相传质性能。结合解析率及流型变化，考察了喷嘴出口直径、切向进液口倾角、旋流室收敛段锥角、切向进液口直径、喷口长度5个参数对传质的影响，确定了优选喷嘴的结构尺寸，分析了该优选喷嘴在不同操作条件下(气速、表观液气比和轴切比)的传质效果。结果表明，优选喷嘴在轴切比为0.4~0.6且气速较高时传质效果较好。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

34. 基于FTM方法的双气泡融合特性模拟

雷杰王昱马明李培生张莹

过程工程学报 2019, 19 (2): 263-270. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218221

摘要（692）

PDF （2211KB）（319）

采用界面追踪法(FTM)对气泡融合现象进行数值模拟，将模拟结果与文献结果进行对比，验证了计算模型的准确性。结果表明，同轴双气泡上升速度均高于单独气泡的上升速度，且融合后气泡与等直径单气泡上升速度相同。气泡间距较小时，跟随气泡的上升速度更高。引导气泡的厄特沃什数Eo=0.36~9，Eo较大时两气泡上升阶段时间较短，但接触阶段时间较长，接触阶段气泡间的液膜在压力作用下逐渐变薄，最终破裂，气泡融合。Eo?4.16时，气泡融合所需时间随Eo增加而增加；Eo?4.16时，气泡融合所需时间不再变化。莫顿数Mo=0.57，Eo=5.04~18.72时，存在特定的双气泡初始角度?c，当0?≤?≤?c时，双气泡相互排斥；当?c≤?≤90?时，双气泡融合，且?c随Eo增加而降低.

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

35. 蜂窝状空气滤清器的流场分析及结构优化

魏舒婷钱付平程家磊肖鹏程唐莲花姜荣贺

过程工程学报 2019, 19 (2): 271-278. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218226

摘要（668）

PDF （2477KB）（383）

基于多孔介质理论，采用标准k??湍流模型对不同结构的宏观蜂窝状空气滤清器的内部流场和阻力特性进行数值模拟，从而进行结构优化，提高其性能。采用的模型为相同滤芯(褶高h=5 mm)，壳体进出口形状分别为圆形与圆形(方案1)、圆形与椭圆形(方案2)、椭圆形与圆形(方案3)和椭圆形与椭圆形(方案4)的组合；优化得到的壳体结构与褶高分别为5, 10, 15 mm的蜂窝状滤芯组合，研究其过滤性能。结果表明，方案2的流场分布更均匀；压降随流量变大近似呈线性增长，当流量小于额定流量的60%时，4种方案的压降大致相等，大于额定流量的60%时，方案2的压降比方案1, 3和4小，方案2的壳体结构较合理。方案2滤芯褶高对空气滤清器流场分布有一定影响，且在研究的褶高范围内压降先降低后增加，存在最佳褶高使空气滤清器的压降最小。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

36. 颗粒团聚对稀相气固流动脉动关联项的影响

冯蘅李清海蒙爱红张衍国孔博

过程工程学报 2019, 19 (2): 279-288. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218230

摘要（557）

PDF （2920KB）（208）

研究了颗粒团聚对描述稀相气固两相流的气固相宏观控制方程中待封闭气固脉动关联项的影响规律并建立关键待封闭项代数模型。根据气相速度脉动与固相浓度关联项(漂移速度)控制方程，将漂移速度表达为固相非均匀程度和气固平均滑移速度的代数模型。分别采用两种基于颗粒动理学的欧拉?欧拉框架介尺度方法模拟三维周期条件且固相平均浓度为1%的稀相气固两相流动，第1种方法假设固相速度分布函数f为各项同性的双流体方法(TFM)；第2种方法假设f服从各向异性高斯分布的积分矩法(AG)。网格分辨率为颗粒直径dp的1.75倍，气固间动量交换采用Stokes曳力模型，并与文献中采用相同参数设置的欧拉?拉格朗日(E?L)方法模拟结果进行对比。结果表明，AG方法的准确度优于TFM方法，气固平均滑移速度、气固脉动能等更接近E?L方法模拟结果。颗粒聚团的积分尺度小于气相脉动速度的积分尺度，两者均呈各向异性，竖直分量高于水平分量。模拟得到了气固速度脉动关联系数和漂移速度系数。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

37. 水基石墨烯纳米流体在矩形小槽道内的流动换热特性

刘东舒宇胡安杰

过程工程学报 2019, 19 (2): 289-296. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218300

摘要（622）

PDF （1390KB）（171）

测试了水基石墨烯纳米流体的部分热物性，研究了不同浓度、雷诺数(Re)和加热功率条件下水基石墨烯纳米流体作为换热工质在设计的矩形结构小槽道内的对流换热性能。结果表明，层流状态(Re=500~2000)下，矩形槽道壁面温度随Re增大逐渐降低，随加热功率增大逐渐升高，与常规流体换热特性一致；在相同Re和换热功率条件下，随纳米流体浓度增大，壁温逐渐减小；水基石墨烯纳米流体的换热强度比基液去离子水提升较大，Re=2000、加热功率为210 W时，浓度为0.03wt%的水基石墨烯纳米流体的平均努塞尔数(Nu)为9.3，比基液水提升48.8%；受入口效应影响，沿槽道长度局部对流换热系数逐渐减小，最高可达25674.5 [W/(m2?℃)]，较基液水最大可提高39.1%；Re=500~1400时，石墨烯纳米流体的流动换热强度随Re增大明显增强；由实验数据结合理论模型拟合了适用于石墨烯纳米流体对流换热强度的计算式，计算结果与实验结果最大相对误差不超过25%，平均相对误差仅为4.8%。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

38. 反应器结构对多段气化炉内颗粒分布的影响

冯美艳李飞

过程工程学报 2019, 19 (2): 297-308. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218326

摘要（636）

PDF （3113KB）（207）

针对多段气化炉(上部快速床、下部鼓泡床)，采用MP-PIC(Multi-Phase Particle In Cell)方法模拟了多粒径煤粉颗粒的三维全循环流化过程，考察了鼓泡床与快速床床径比及鼓泡床和快速床之间的过渡段高度对气化炉内流动特性的影响。结果表明，基本工况下，大颗粒主要存在于下部鼓泡床中，细颗粒主要存在于上部快速床内，但细颗粒会通过旋风分离器和回料管再次进入鼓泡床参与循环。进入旋风分离器的大部分为半径622 ?m以下的小颗粒，无1216 ?m以上的大颗粒。旋风分离器对小颗粒的分离效率为99.75%，分离效率良好。增大床径比(即减小快速床直径)，快速床中气速增大，整个气化床更快达到稳定状态，被夹带到快速床中的颗粒增多，所夹带的颗粒粒径增大。过渡段高度存在一个适当值(炉高0.6~1.0 m)，升高或降低过渡段高度，快速床中颗粒浓度均增大，颗粒通量均升高，旋风分离效率降低。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

39. 电磁分离一次铝硅合金中的富铁相

鲍雨赵世民吕国强王毅博肖庭马文会

过程工程学报 2019, 19 (2): 309-316. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218202

摘要（621）

PDF （9039KB）（259）

一次铝硅合金(含铁5wt%)加锰并在电磁场中进行定向凝固去除合金中的富铁相，主要通过改善富铁相的形态和降低合金中的铁含量减弱富铁相对铝硅合金性能的影响，研究了不同锰添加量下铝硅合金的电磁除铁效率、锰对富铁相形态改善的影响及电磁加锰分离富铁相的机理。结果表明，随锰添加量增大，铝硅合金中的富铁相逐渐从有害的针状转变为骨骼状、块状。加锰并经电磁定向凝固处理后，铝硅合金中绝大部分富铁相的形态变得规则，并在电磁力驱动下富集至合金底部。当锰铁摩尔比为1.2时，铝硅合金中残留的铁含量降至0.39wt%，加锰电磁除铁的效率高达90%。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

Select

40. Bi(III)在NaCl-KCl熔盐体系中的电化学行为

刘欢何几文华中胜徐亮肖赛君赵卓

过程工程学报 2019, 19 (2): 317-322. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218155

摘要（746）

PDF （1078KB）（327）

为开发环境友好型铋提取技术，在700℃下采用循环伏安、方波伏安和计时电位等方法研究了NaCl?KCl熔盐体系中Bi(III)在玻碳电极上的电化学行为。在–0.3 V (vs. Ag/AgCl)电位下以玻碳电极为工作电极对NaCl?KCl?BiCl3进行恒电位电解。结果表明，Bi(III)在NaCl?KCl熔盐体系中的还原反应是一步得到3个电子的准可逆反应Bi3++3e?=Bi，起始还原电位为0.05 V (vs. Ag/AgCl)，该反应受扩散控制。Berzins-Delahay方程和Sand方程计算的700℃下Bi(III)在熔盐中的扩散系数分别为0.83×10–5和1.0×10–5 cm2/s。阴极产物为致密纯金属Bi，不含杂质。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

全年文章