过程工程学报

林仕黄成李学来

过程工程学报. 2017, 17(2): 209-216. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216268

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研究了液膜流动破裂的基础机理，构建了考虑表面张力、重力、惯性力及剪切应力等因素的液膜动力模型，采用边界层积分法，引入含有三次项剪切力项的速度分布函数，推导二维稳态水平管外环向液膜的厚度方程. 通过数值方法求解该厚度方程，得到水平管外环向液膜厚度的分布规律. 结果表明，随环向角度增大，环向液膜厚度先减小后增大，最薄液膜位置角在环向90?之后，且流量、剪切应力系数与管径等因素不改变环向液膜厚度的分布趋势，改变了环向最薄液膜位置角. 最薄液膜位置角随流量增大、剪切应力系数减小及管径减小而增大. 表面张力是影响环向液膜稳定性不可忽略的因素.

基于OpenFOAM模拟二次风对旋风分离器性能的影响

疏志勇钱付平郭旺

过程工程学报. 2017, 17(2): 217-223. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216276

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基于开源软件OpenFOAM建立旋风分离器气固两相流数值计算模型，考察了二次风对旋风分离器性能的影响，比较了模拟结果与实验数据. 结果表明，模拟结果与实验数据吻合度较好，压降和效率平均误差分别为9.89%和1.33%，模型可靠；二次风可有效削减二次流，减少上灰环和短路流，提高分离效率；二次风风速增加，旋风分离器的分级效率增加但增加速率逐渐降低. 旋风分离器压降随二次风风速增加而增加，二次风入口速度达到15, 25和30 m/s时，旋风分离器压降分别达到无二次风时压降的2, 3和4倍，引入二次风同时应综合考虑能耗和效率.

叶片流道堵塞对单个旋风管影响的数值模拟

孙扬管西旗李琦

过程工程学报. 2017, 17(2): 224-230. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216265

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针对轴向入口叶片式多管分离器中的一根旋风管，基于纳维斯托克方程和连续性方程，采用雷诺应力模型，并结合现场工况，使用有限体积法对单管旋风管内三种叶片流道堵塞情况下的速度场、压力场和动能耗散进行了数值计算，分析了压力损失和分离效率的变化. 结果表明，叶片堵塞会使环形分离空间的气流出现偏心，且影响宽度和深度随叶片堵塞个数增加而加深；叶片堵塞造成局部压力和速度的增高，使旋风分离器内压降增加；偏心气流和局部速度增加，造成分离效率随叶片堵塞数增加而略有上升；叶片堵塞不会导致旋风分离器分离效率下降，但是会提高压降、增大能耗，从而导致在压缩机输出功率不变的情况，因管路阻力增大而使流量减小，实质上是降低了处理气量，但短时不会造成气质降低. 分离器在正常情况下满足天然气处理要求，叶片堵塞时应及时清理堵塞物以保持额定的处理气量并降低能耗，稳定输气装置的负载.

高速气流冲击下微细颗粒的输送特性

孟凡凯尹少武张沛刘传平王立

过程工程学报. 2017, 17(2): 231-236. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216291

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研究了高速气流冲击下微细颗粒在流化床中的供料输送特性，利用正交实验考察了气体流量、开孔数、孔径和气孔埋入料层深度对微细颗粒输送特性(输送速度和粉气比)的影响. 结果表明，气体流量为1~2.5 m3/h时，增加气体流量能显著提升微细颗粒的输送速度；孔径越小越有利于提升输送效果，但需注意喷口处气体流速限制；开孔数对微细颗粒的输送特性影响不显著；随气孔埋入料层深度增加，高速气流冲击破碎作用局部强化，输送效果明显提升. 孔径2 mm、开孔数1个、气孔埋入料层深度200 mm和气体流量2.5 m3/h的操作条件下，输送速度可达3.1 g/min，粉气比为0.058 g/g.

气流剪切错流旋转填料床气相压降特性

袁志国刘慧军刘有智

过程工程学报. 2017, 17(2): 237-242. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216357

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以空气?水为研究体系，采用单因素法，在气流剪切错流旋转填料床中分别考察了气速、超重力因子对干床压降的影响及气速、超重力因子和液体喷淋密度对湿床压降的影响. 结果表明，气流剪切错流旋转填料床干、湿床压降均随气速和超重力因子增大而增大；气速较低、超重力因子较大时，湿床压降随液体喷淋密度增大而减小；在高气速和小超重力因子时，湿床压降随液体喷淋密度增大而增大. 关联实验数据可得到气流剪切错流旋转填料床的压降关联式，与实验结果的偏差在±15%以内.

垂直旋转圆盘内蒸汽与物料间传热性能研究

张天琦张翠翠葛仕福余辉杨叙军

过程工程学报. 2017, 17(2): 243-247. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216300

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基于旋转圆盘干燥机，以建筑用砂为实验材料，搭建单个垂直旋转圆盘传热实验台，在能量守恒的理论基础上，分析研究垂直旋转圆盘的转速、物料颗粒粒径、物料填充率对传热性能的影响。研究表明圆盘转速对传热性能影响较大，几乎呈线性增长关系；物料颗粒粒径和物料填充率分别对平均传热系数呈近似线性下降关系和近似线性上升关系；圆盘表面气膜传热热阻约为颗粒传热热阻的26倍。实验对优化圆盘干燥机参数等有一定的参考价值。

固定化生物吸附剂对废水中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附性能

李大军周立王庆龙葛铮

过程工程学报. 2017, 17(2): 248-253. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216299

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摘要：从含重金属废渣堆积区土壤中筛选分离一种对重金属Pb2+、Cd2+具有高耐受性的功能菌株，用包埋法制备成固定化生物吸附剂，并将其用于吸附含重金属的废水。考察了重金属初始浓度、吸附时间、废水pH值、吸附剂投加量等影响因素对吸附性能的影响。实验结果表明：筛选出的菌株为短杆菌，对Pb2+、Cd2+的最大耐受浓度分别为2200 mg/L和700 mg/L；吸附剂投加量为10 g/L，废水pH为6时，Pb2+和Cd2+达到最大吸附率分别为87.77%和57.50%；Pb2+和Cd2+基本可在40min内被快速吸附而达到平衡浓度，最大吸附量分别达到114.36mg/g和82.12 mg/g；废水初始pH为5-7时利于吸附率的提高；Pb2+和Cd2+初始浓度的增加会使吸附率降低，且Pb2+比Cd2+的初始浓度对吸附速率影响更大。Langmuir和Freundlich方程吸附拟合表明，Pb2+、Cd2+的吸附主要为单分子层的表面吸附；Pseudo-second Orde动力学方程拟合说明，吸附过程的限速步骤主要为化学吸附，且Pb2+比Cd2+更容易被吸附。

双溶剂协同萃取精馏分离乙酸甲酯-甲醇-水工艺模拟

高晓新朱碧云顾强蒋宇杨德明

过程工程学报. 2017, 17(2): 254-258. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216232

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针对乙酸甲酯?甲醇?水体系，在筛选萃取剂的基础上，提出了双溶剂四塔萃取精馏、单溶剂三塔萃取精馏及双溶剂协同萃取精馏3种分离工艺. 用Aspen Plus软件模拟萃取精馏过程，并以能耗和年总费用作为评价指标，计算各萃取精馏工艺合适的操作参数和设备参数. 结果表明，水和乙二醇是分离该体系较合适的萃取剂，单溶剂三塔萃取精馏工艺较双溶剂四塔萃取精馏工艺优异，能耗减少约37.9%，年总费用降低约38.9%. 双溶剂协同萃取精馏工艺比双溶剂四塔萃取精馏工艺和单溶剂三塔萃取精馏工艺能耗分别减少约45.6%和12.4%，年总费用分别降低约43.5%和11.6%.

多级沉淀法处理含砷废水

门玉李洪枚 OTGON Nasantogtokh 张广积

过程工程学报. 2017, 17(2): 259-262. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216228

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提出了一种处理低浓度含砷废水的新方法，通过控制pH值进行多级沉淀得到了含水率低、过滤性能良好、性质稳定的固砷沉淀. 使用该法处理1 g/L的低砷废水，在Fe/As摩尔比为7.9、初始pH 1.5、反应温度95℃、终点pH 6.0的条件下的除砷率可达100%.

壳聚糖碳化改性凹凸棒石对Cr(Ⅵ)的吸附性能

李正军刘齐齐王诗生盛广宏王萍徐亚楠

过程工程学报. 2017, 17(2): 263-270. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216242

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臭氧高级氧化法具有高效、无二次污染等优势，广泛用于各类废水处理，而臭氧在气液界面传质效率低增加了运行成本. 依据臭氧传质理论，从改进气液两相接触器结构、加入促传剂、外场强化等方面综述了臭氧传质的研究现状及强化机理，并展望了强化臭氧传质的发展方向.

高氯酸铵包覆纳米铝粉在CO₂气氛中的热反应特性及点火燃烧特性

王启昌朱宝忠孙运兰王婷

过程工程学报. 2017, 17(2): 271-277. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216235

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采用热分析仪和可视化管式炉研究了包覆剂高氯酸铵(AP)对纳米铝粉(nAl)在CO2中热反应特性及点火燃烧特性的影响. 结果表明，由于热分析仪及可视化管式炉中升温速率不同导致AP分解过程不同，使nAl的点火燃烧特性有一定差别；升温速率较慢时，包覆AP的nAl着火温度比未包覆nAl升高，但由于AP分解产生的O2能促进nAl反应，所以包覆的nAl增重率大于未包覆的nAl，且随包覆剂浓度升高，样品增重率增大；升温速率较快时，包覆AP的nAl着火温度比未包覆的nAl均有明显降低，包覆10%与15% AP的nAl由于AP剧烈分解对着火影响明显，使着火温度下降约200℃.

超声制备甲醇乳化柴油影响因素的响应面法优化

李晓霞刘有智焦纬洲余丽胜王永红

过程工程学报. 2017, 17(2): 278-284. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216282

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甲醇乳化柴油是环保节能燃料。本文通过正交实验筛选乳化剂配比，得出适宜的乳化剂质量比为m(油酸)：m(Span-80)：m(OP-10)：m(Tween-80)：m(羧甲基纤维素钠)=14:5:2:1:5，HLB值为4.48。采用高速分散器预乳化，超声波装置深度乳化，考察超声作用时间、超声作用功率、甲醇含量和乳化剂含量等因素对甲醇乳化柴油稳定性的影响。在单因素实验基础上，基于Box-Behnken实验设计，利用Design-Expert数据分析软件的响应面分析法，优化了工艺条件，并建立了以甲醇乳化柴油稳定时间为响应值的工艺数学模型。结果表明：对甲醇乳化柴油稳定性影响因素从大到小的顺序为乳化剂含量、超声作用功率、甲醇含量、超声作用时间，交互作用从强到弱依次为：超声作用时间和功率、超声作用功率和乳化剂含量、甲醇含量和乳化剂含量、超声作用时间和乳化剂含量、超声作用时间和甲醇含量；最优工艺条件为超声作用时间20min、超声作用功率220W、甲醇含量10%、乳化剂含量5%。对上述最优工艺条件进行实验验证，稳定时间与预测值的相对偏差为2.69%，说明响应面拟合方程可用于超声制备甲醇乳化柴油稳定性的预测和最优工艺条件的确定。

钒渣添加石灰石氧化焙烧过程物相转化行为

付念新张林刘武汉涂赣峰隋智通

过程工程学报. 2017, 17(2): 285-291. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216297

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对钒渣添加石灰石氧化焙烧过程进行了研究，分析工艺参数变化对钒浸出效果的影响及其与物相转化行为的关系。结果表明，在本文实验条件下，焙烧熟料微观形貌一般呈多物相聚合形态，包括细条或粒状固溶体R2O3、熔化或半熔化态的偏钒酸钙(Ca, Mg) (VO3)2和焦钒酸钙(Ca, Mg)2V2O7、条状铁板钛矿Fe2TiO5以及辉石相。随焙烧温度和钙钒比m(CaO)/m(V2O5)的提高、以及焙烧加热速度的降低，钒转浸率随之增加。但温度和钙钒比过高、加热速度过慢均使硅钙反应加强，形成Al1.77Ca0.88 Si2.23O8或Ca2SiO4，不利钒的转化和浸出。适宜的焙烧条件为焙烧温度900℃左右、焙烧加热速度2-2.66℃/min和钙钒比0.6。

熔融钢渣水热制氢的实验验证及热力学分析

孙恒胡晓军胡小杰张国华郭占成周国治

过程工程学报. 2017, 17(2): 292-298. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216290

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转炉炼钢过程中排放的高温熔融钢渣富含大量的热能和化学能，通过其与水蒸气反应制取H2，可以实现冶金过程能量的有效回收利用. 本文对熔融钢渣与水蒸气反应是否有H2生成进行了实验验证，并利用热力学计算软件FactSage分析了1600℃下钢渣成分对制氢反应的影响. 结果表明：反应初期H2的离子强度由0 A迅速上升到8.4×10-9 A，反应后钢渣质量增加了0.091 g；增加渣中FeO含量、提高钢渣碱度(W(CaO)/W(SiO2))均有利于获得更多的H2，渣中MnO含量的变化对制氢反应影响不大，而渣中Al2O3含量的增加则抑制了H2的产生.

航空发动机第5级静子叶片榫头加工工艺优化

万敏安铃芝胡登洲刘志学

过程工程学报. 2017, 17(2): 299-305. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216307

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摘要：为提高航空发动机第5级静子叶片的加工质量，对榫头现有的加工工艺进行了优化。结合传统静子叶片榫头加工方法，优化榫头加工工艺并进行金属切削实验，获得X、Y、Z三个方向力的数据。基于回归分析原理，求解出精加工刀具承受的最大切削力和表面粗糙度的经验公式，采用多目标优化方法得到刀具最优切削参数，并利用VERICUT对程序进行刀路、过切、碰撞检查，得到合理高效的加工方案。实验结果表明：采用改进后的榫头夹具和优化后的切削参数，叶片的加工效率得到明显提高并有效降低了刀具的磨损速度，使叶片榫头的加工工序从以前的45分钟缩短到现在的30分钟。研究方法及结论对航空发动机静子叶片的加工工艺优化具有重要的参考价值，同时也为叶身的后续精加工奠定了良好的基础。

基于化学链制氧的生物质气化产氢工艺

诸林邓亚欣陈虎张乐杨波李璐伶

过程工程学报. 2017, 17(2): 306-312. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216255

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相关文章 | 计量指标

以Mn2O3/Mn3O4为氧载体，结合化学链制氧技术，建立了生物质氧气?水蒸气气化产氢工艺，并用Aspen Plus软件进行工艺模拟，研究了水蒸气/生物质质量比(S/B)、氧气/生物质质量比(O/B)和水蒸气/氧载体摩尔比(S/M)对系统性能指标(合成气组成、冷煤气效率、氢气收率、能量效率和?效率等)的影响. 结果表明，S/B对冷煤气效率、氢气收率、能量效率和?效率影响不明显，对合成气组成影响较大，O/B对系统性能指标均有较大影响，S/M只对还原反应器温度有较大影响；当S/B, O/B和S/M分别为0.12, 0.25和0.1时，系统总效率和?效率分别为74.18%和65.42%，与传统工艺相比，?效率提高了8.62%.

COREX竖炉球团粘结机理

狄瞻霞李正一龙红明春铁军孟庆民王平李家新

过程工程学报. 2017, 17(2): 320-326. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216277

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模拟COREX竖炉还原条件进行铁矿球团荷重还原实验，研究了温度、还原气体成分、荷重对粘结的影响，并用SEM-EDS和XRD分析了不同条件下粘结物的矿相和成分. 结果表明，球团间的粘结物以铁为主，属于金属铁原子以扩散方式相互渗透的固相粘结类型；还原温度从750℃升至950℃，球团金属化率和粘结物强度均增大；随H₂在还原气体中比例提高，球团金属化率及粘结情况均改善，荷重使球团间粘结加剧.

响应曲面法优化煤矸石酸溶物制备氧化铁红研究

郑森杨劲夏举佩罗中秋耿锐仙

过程工程学报. 2017, 17(2): 327-332. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216248

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相关文章 | 计量指标

以煤矸石高效利用为目的，采用响应曲面实验设计优化煤矸石铝铁分离液制备氧化铁红颜料工艺，研究了Na₂CO₃浓度、反应温度和Fe(II)浓度等因素对氧化铁红颜料纯度的影响；在单因素实验基础上，对实验设计进行优化，分析了产物的物相结构和微观形貌. 结果表明，在Na₂CO₃浓度107 g/L、反应温度43℃及Fe(II)浓度0.26 mol/L的条件下，所得氧化铁红产品纯度可达96.09%，纯度及其它指标均满足GB/T1863-2008中A级氧化铁红要求. 铁红中间产物为针状a-FeOOH和g-FeOOH，煅烧后针状消失，得到结晶较好的a-Fe₂O_3.

循环流化床煤热解半焦制备脱硫用活性焦

朱严曾伟强王勤辉方梦祥骆仲泱施正伦

过程工程学报. 2017, 17(2): 333-338. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216305

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参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以循环流化床煤热解半焦和煤焦油为原料，通过CO2活化法制备成型活性焦，通过等体积浸渍法负载不同比例的V2O5、Cr2O3、Fe2(SO4)3。依据相应国标对样品耐磨耐压强度进行了测定，采用N2吸附法对样品孔结构进行表征，采用固定床实验系统对样品脱硫性能进行测试。研究表明，适宜的成型工艺为：煤焦油比例30%，炭化温度600 ℃，炭化时间60 min；适宜的活化工艺为：CO2流量15 ml?min-1?g-1，活化温度950 ℃，活化时间80 min。样品脱硫值与比表面积、微孔孔容和总孔容之间有着较为明显的正相关关系。负载V2O5的样品脱硫性能有明显的提升，V2O5最佳负载量为1%，负载了Cr2O3、Fe2(SO4)3的样品脱硫性能未得到提升。样品用于烟气脱硫时的适宜空速为1500 h-1，此空速下，90%以上脱硫效率可维持超过4 h。

尾矿中锌解吸-电动-硫化钠沉淀联合修复

孟奇张英杰董鹏

过程工程学报. 2017, 17(2): 339-344. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216306

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针对尾矿重金属危害及电动修复研究现状，进行了某含锌尾矿解吸-电动-硫化钠沉淀联合修复试验研究，实现尾矿锌的去除及电极液循环再用。不同解吸试剂试验结果表明，柠檬酸解吸率较优达到63.33%，其具有酸性、络合作用双重特性，可用作该尾矿解吸剂。电动修复试验结果表明较高电压梯度有助于增大电流，加快离子移动，提升去除率，但电压梯度过高却会带来更大能耗，电压梯度选1.5V/cm为宜，柠檬酸作解吸剂，最终锌去除率可达67.32%。修复后锌形态分析表明，尾矿中锌的弱酸可提取态和铁锰氧化态去除率分别为93.18%和63.16%，均有大幅度去除。SEM手段考察了尾矿微观变化，发现了尾矿颗粒晶体及表面在修复后遭到了破坏，这利于离子移动和修复指标的提升。最后，经Na2S 0.006mol/L沉淀除锌后，阴极液可再次用作阳极补充液。

改性高岭土对不饱和聚酯树脂的阻燃抑烟性能

高明陈顺孙英娟程根银

过程工程学报. 2017, 17(2): 345-350. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216275

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相关文章 | 计量指标

以煤矸石高效利用为目的，采用响应曲面实验设计优化煤矸石铝铁分离液制备氧化铁红颜料工艺，研究了Na₂CO₃浓度、反应温度和Fe(II)浓度等因素对氧化铁红颜料纯度的影响；在单因素实验基础上，对实验设计进行优化，分析了产物的物相结构和微观形貌. 结果表明，在Na₂CO₃浓度107 g/L、反应温度43℃及Fe(II)浓度0.26 mol/L的条件下，所得氧化铁红产品纯度可达96.09%，纯度及其它指标均满足GB/T1863-2008中A级氧化铁红要求. 铁红中间产物为针状a-FeOOH和g-FeOOH，煅烧后针状消失，得到结晶较好的a-Fe₂O_3.

基于双层机器学习的动态精馏过程故障检测与分离

毛海涛田文德梁慧婷

过程工程学报. 2017, 17(2): 351-356. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216293

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提出了基于双层机器学习的动态精馏过程故障检测和分离的方法，检测的阈值为正常工况训练的网络输出值与样本的残差. 通过对比网络预测值和实测值的偏差检测故障，检测到故障时，启动另一网络对动态过程自适应拟合异常工况数据. 网络的预测值与实测值的偏差小于阈值时，拟合成功. 通过对两个网络进行结构解析找到造成输出变量异常波动的输入变量. 将该方法运用到脱丙烷精馏塔中，检测出过程中的故障，并分离出与故障源相关的变量，表明该方法准确、有效.

La₂O₃-SiO₂-Al₂O₃渣系的熔化温度及其影响因素

邓永春吴胜利姜银举崔萌萌刘聪

过程工程学报. 2017, 17(2): 357-361. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216274

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相关文章 | 计量指标

以La₂O₃-SiO₂-Al₂O₃为基础渣系，采用半球法对设定区域的熔化温度进行了研究. 结果表明，3种La₂O₃含量(45%, 50%, 55%)下，SiO₂/Al₂O₃质量比约为2时渣样的熔化温度最低；少量FeO, B₂O₃和MnO均可降低渣系的熔化温度，B₂O₃的效果尤为显著，同时添加少量FeO和B₂O₃对降低渣系熔化温度有叠加效应. 65%La₂O₃-16%SiO₂-8%Al₂O₃-7%FeO-4%B₂O₃渣的熔化温度为1319℃，65%La₂O₃-19.3%SiO₂-9.7%Al₂O₃-2%FeO-4%B₂O₃渣的熔化温度为1386℃.

碳机械活化对ZnO和Fe_xO_y直接还原的影响

蒋武锋赵朔郝素菊张玉柱

过程工程学报. 2017, 17(2): 362-366. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216283

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通过机械力促使固体物质的晶体结构及物理化学性质发生改变的方法称之为机械活化。为了研究机械活化对氧化锌和氧化铁开始还原温度的影响，对碳热还原反应进行了热力学分析。依据对反应吉布斯自由能参数的对比计算得出，具有机械储能的碳不仅会使氧化铁和氧化锌的开始还原温度显著降低，还进一步改善了碳粉的还原能力，达到了节能降耗的要求。氧化锌的开始还原温度降低了185℃，赤铁矿的开始还原温度降低了105℃。温度降低的主要原因从热力学角度分析是碳在机械活化过程中产生了晶格畸变能和表面能，其中又以晶格畸变引起的位错能和无定型化能为主要储能来源。

氧化铝厂粗磨机棒径优化

肖庆飞王国强王肖江沈传刚杨芳

过程工程学报. 2017, 17(2): 367-370. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216284

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通过测定矿石力学性质和给矿粒度组成，优化棒磨机棒径，并与现场磨机磨矿结果对比. 结果表明，矿石整体较硬且韧性较大，但有部分矿较易泥化，铝土矿可选择性磨矿；粗磨矿粒度较粗，矿粉很少，小于0.074 mm的矿粉仅占2.98%；与现场100 mm棒径磨机磨矿结果相比，按棒径半理论公式计算的80 mm棒径磨机的磨矿细度(小于0.074 mm的产率γ_{<0.074 mm})提高了6.51%，小于0.9 mm的产率γ_{<0.9 mm}提高了4.00%，小于0.9 mm的生产能力q_{<0.9 mm}提高了4.76%. 棒径优化对提高磨机生产能力及磨矿细度作用明显.

4,4’-二羟基二苯砜在乙酸乙酯-苯混合溶剂中溶解度测定

谢永赵国庆史洪伟王红艳汪丽

过程工程学报. 2017, 17(2): 371-374. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216278

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采用激光辅助质量法测定了283.15~333.15 K下4,4?-二羟基二苯砜在乙酸乙酯?苯混合溶液中的溶解度. 结果表明，4,4′-二羟基二苯砜的溶解度随混合溶液中苯摩尔分数增加而下降，随温度升高显著增加. 用改进的Apelblat经验方程和??h方程关联溶解度数据，改进的Apelblat经验方程的均方根偏差为19.86?10?3，优于??h方程的均方根偏差39.24?10?3.

米根霉一步发酵法高效积累L-乳酸的策略

胡嘉欢张谷涵付永前朱婷婷

过程工程学报. 2017, 17(2): 375-381. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216303

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考察了两种不同的米根霉发酵生产L-乳酸的策略：一步发酵法（OSF）和传统乳酸发酵（CF）对L-乳酸合成的影响。将孢子液直接接入到装有不同氮源，不同初始蛋白胨浓度的发酵培养基中，控制不同菌体密度进行一步发酵合成L-乳酸。与CF相比，OSF策略能极大的降低米根霉产酸过程的延滞期，同时提高米根霉合成L-乳酸的生产强度。然而，一步发酵法中的qp 值极大地低于传统发酵。基于动力学参数μ, qs 和 qp的分析，优化了米根霉一步发酵法合成L-乳酸的策略。在该策略条件下，产酸阶段，乳酸的生产强度达到了4.62 g/(l·h)，比传统发酵提高了288%。更重要的是，qp值和糖酸转化率并未降低。该策略实现了L-乳酸高效的积累，是一种利用米根霉发酵生产L-乳酸的方便、经济的方法。

响应面法优化凹凸棒石尾矿中蛋白石制备水玻璃工艺

王灿刘海波谢晶晶鲁光辉于龙庆陈天虎

过程工程学报. 2017, 17(2): 382-388. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216326

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以凹凸棒石尾矿中蛋白石为原料，通过响应面法优化水热碱溶制备水玻璃的工艺条件。在单因素实验的基础上，以水玻璃模数和SiO2浸出率的加权平均值为响应值，根据Box-Behnken的中心组合实验设计原理对反应温度、液固比、碱硅比关键因素进行优化，对实验结果进行方差分析和验证。在分析各个因素的显著性和交互作用后，得出最佳工艺条件为：反应温度110℃，液固比6:1，碱硅比为4.05:10。此时，水玻璃模数和SiO2浸出率分别为2.85，81.4%，加权平均值达到最大值为76.1。加权平均值的相关系数R2为0.9921，响应曲面法模型与实验数据具有很好一致性。

牛煅烧骨/I型胶原复合骨修复材料制备及评价

雷雄心李赛娜康跻耀彭公泽张贵锋

过程工程学报. 2017, 17(2): 389-394. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216334

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研究了基于牛煅烧骨/Ⅰ型胶原（TBC/CoL）复合材料的骨组织工程支架制备方法，并对其理化性能和细胞相容性进行评价。将TBC/CoL按照不同比例混合，经戊二醛交联，冷冻干燥等处理后制得复合支架，研究不同材料比例及胶原交联对材料性能的影响；采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FIRT)和差示扫描量热(DSC-TGA)等对支架材料的理化性能进行分析；通过CCK-8法评价细胞在支架上增殖情况。SEM结果表明制备的TBC/CoL支架具有多孔结构，平均孔隙率93.5%，杨氏模量为4.36±0.21 MPa；XRD和FTIR谱图结果表明复合支架中的TBC在CoL上发生了化学吸附，CoL结构保持完整；MC3T3-E1细胞在支架上培养24h后，SEM可见细胞在支架表面生长良好。CCK-8法检测结果表明细胞在支架上增殖情况与对照组无明显差别（P>0.05）。表明将牛煅烧骨和Ⅰ型胶原复合制备的支架具有良好的孔隙率，较好的机械强度，良好的细胞相容性和细胞增殖特性。

SiO₂-Al₂O₃-CaO-MgO四元熔渣体系密度简易计算模型

信建疆干磊焦丽娜

过程工程学报. 2017, 17(2): 395-399. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216310

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根据熔渣体积与温度的线性关系，结合不同组分与温度下密度的实验测量值，建立了简单而准确的SiO₂-Al₂O₃-CaO-MgO四元系熔渣密度计算模型，利用该密度模型绘制了Al₂O₃质量分数分别为10%, 20%, 30%, 40%，温度为1773和1873 K的条件下的等密度图. 结果表明，模型计算的渣系密度值与文献报道的实验结果一致，相对误差为1.08%，绝对误差为0.041 g/cm³. 随SiO₂含量增加，密度显著减小，温度对密度的影响较小.

二元脂肪酸/SiO₂复合材料的湿性能

张浩刘秀玉宗志芳朱庆明刘影

过程工程学报. 2017, 17(2): 400-403. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216272

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以二元脂肪酸为相变材料、SiO₂为载体材料，采用溶胶-凝胶法制备不同核-壳比的二元脂肪酸/SiO₂复合材料，分析了其湿性能及组成结构、微观形貌和粒度分布. 结果表明，在表面张力和毛细管的作用下，二元脂肪酸包裹于SiO₂的网络空隙结构中，二元脂肪酸用量为0.06 mol时，复合材料的湿性能最佳，在相对湿度40%~60%的条件下平衡含湿量为0.1297~0.1775 g/g，平衡时间为31~46 min. SiO₂具有丰富的“笼”结构，不仅可包裹束缚二元脂肪酸，还能吸附环境中的水分子，复合材料的d₁₀=148.54 nm, d₅₀=254.73 nm, d₉₀=452.73 nm.

Bi₂MO₆基半导体光催化材料的研究进展

胡超柴文柯车延浩张伟冉松林吕耀辉

过程工程学报. 2017, 17(2): 404-411. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216320

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概述了Bi₂MO₆(M=W, Mo)基光催化剂的基本原理和相关研究进展，分析了结构与性能的关系，详细讨论了增强其光催化性能的措施，包括形貌调控﹑表面改性﹑掺杂及构筑复合材料等，展望了今后Bi₂MO₆基光催化材料的研究方向.

碳化法可控制备纳米碳酸钙研究进展

程娜周梅芳陈鹏宇李春忠姜海波张玲

过程工程学报. 2017, 17(2): 412-419. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216287

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随着纳米CaCO₃制备技术的发展，CaCO₃的物化特性及包括粒径及其分布、颗粒形貌和分散性在内的结构特征都得到了很好的控制，使其在涂料、填料、造纸和聚合物改性等领域应用越来越广泛. 碳化法是一种以Ca(OH)₂-H₂O-CO₂为反应体系的纳米CaCO₃制备方法，是工业应用最广泛的纳米CaCO₃制备方法. 立足于该法，从纳米CaCO₃的传统制备工艺出发，结合相关传质理论，介绍了近年来用于可控制备纳米CaCO₃的几种新型反应器；系统分析了Ca(OH)₂的起始浓度、CO₂分压、气体流量、温度对纳米CaCO₃成核生长过程的作用机制；介绍了碳化过程中加入添加剂对CaCO₃粒径、形貌和分散性的影响，并简述了其作用机理；针对CaCO₃可控制备过程中存在的问题提出了一些建议.

强化臭氧传质的研究进展

秦月娇焦纬洲杨鹏飞刘有智

过程工程学报. 2017, 17(2): 420-426. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216292

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臭氧高级氧化法具有高效、无二次污染等优势，广泛用于各类废水处理，而臭氧在气液界面传质效率低增加了运行成本。依据臭氧传质理论的分析，从改进气液两相接触器结构、加入促传剂、外场强化等方面综述了臭氧传质的研究现状及强化机理，并展望了强化臭氧传质的发展方向。

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