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期刊基本信息
创刊:2001年 月刊
名称:过程工程学报
英文:The Chinese Journal of
   Process Engineering
主管:中国科学院
主办:中国科学院过程工程研究所
出版单位:科学出版社
主编:张锁江
副主编:陈运法 葛 蔚 巩金龙
马紫峰 齐 涛 张香平 朱庆山
朱为宏
ISSN:1009-606X
刊号:CN 11-4541/TQ
电话:010-62554658
邮箱:gcgc@ipe.ac.cn
地址:北京中关村北二街1号过程大
厦A811
邮编:100190
定价:30元/期
  当期目录
 
2017年 17卷 5期
刊出日期:2017-10-20

过程与工艺
综述
流动与传递
反应与分离
生化工程
材料工程
前沿论坛
环境与能源
 
       前沿论坛
883 准液体:从自然认识到精准调控的跨越
张锁江 吕玉苗 何宏艳 霍峰 王艳磊 张晓春 董坤
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217327
准液体不仅在自然界广泛存在,而且在能源、材料和生命科学等诸多领域的实际过程中发挥着重要的作用,然而迄今为止,人们尚未认识到准液体的重要性及对其探究的重大意义。对这种新物态的研究将带来新认识、新理论和新突破,并可能产生重大的技术革新。本文首先总结了准液体的类型,指出了准液体的结构特征,提出了准液体精准调控的理念,最后展望了准液体的巨大潜在应用,对促进准液体的理论发展和应用意义重大。
2017 Vol. 17 (5): 883-884 [摘要] ( 805 ) HTML (1 KB)  PDF (208 KB)  ( 228 )
       综述
885 混合澄清萃取槽内水油两相相比变化对其操作性能的影响
肖传绪 黄焜 刘会洲
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216369
综述了混合澄清槽中水油两相相比(流比)变化对混合室内液滴分散、目标组分传质及澄清室内两相分离影响的相关研究,讨论了相比变化时搅拌桨桨型与安装位置对混合室和澄清室性能的影响,对混合澄清槽今后的发展如何适应更宽的操作相比及强化混合室高效混合、澄清室快速澄清进行了探讨.
2017 Vol. 17 (5): 885-892 [摘要] ( 672 ) HTML (1 KB)  PDF (514 KB)  ( 195 )
893 基于可生物降解纳微颗粒的单剂免疫疫苗研究进展
杨美洋 王连艳 杨婷媛 阎雪莹
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217101
接种疫苗是防控传染病的有效手段之一,多年来,人们一直致力于疫苗的研究与开发. 传统疫苗通常需多次免疫才能达到良好的免疫效果,偏远地区漏种情况严重,导致全球每年约有1亿儿童因不能按时接种疫苗而感染发病甚至死亡. 近年来,研究者们通过对缓、控释递送系统的研究,开发单剂疫苗,以提高疫苗接种覆盖率、有效防控传染病. 本工作主要对单剂疫苗的历史发展过程、基于可生物降解纳微颗粒的单剂疫苗的性质与调控、纳微颗粒单剂疫苗面临的挑战进行概述.
2017 Vol. 17 (5): 893-902 [摘要] ( 522 ) HTML (1 KB)  PDF (1421 KB)  ( 82 )
903 异极矿形成过程及浮选机理研究进展
王其宏 章晓林 景满 饶霏 武鲁庆 李康康 曹世明
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216387
从矿石的形成过程、晶体结构、浮选机理三方面对异极矿的性质进行了总结,考察了异极矿在形成过程中的影响因素及特点、晶体结构与矿石可浮性的关系,并着重介绍了异极矿与常用浮选药剂如黄药类、胺类、脂肪酸类、螯合剂类等的作用机理,分析了上述三方面特性之间的内在联系. 结果表明,异极矿在形成过程中常与粘土矿物混杂,使锌金属易损失在细泥中;Zn原子在晶格中的活性低,Zn2+迁移能力低,需预先硫化或延长硫化时间;螯合剂法有望为异极矿的浮选开辟新的方向,应进一步丰富螯合剂的选择、设计、合成相关理论体系,加大在降低药剂成本等方面的研究力度.
2017 Vol. 17 (5): 903-910 [摘要] ( 624 ) HTML (1 KB)  PDF (396 KB)  ( 115 )
911 3D打印用球形钛粉制备技术研究进展
李保强 金化成 张延昌 胡鹏 袁方利 陈运法
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217129
球形钛粉是金属增材制造(3D打印)领域最重要的原料之一,其制备工艺的开发和优化是国内外研究的热点. 本工作分析了球形钛粉的国内外研究现状,介绍了当下3D打印用球形钛粉的主流制备工艺,包括气雾化法、等离子雾化法、离心雾化法和等离子球化技术等,并对它们的优缺点进行了简要总结,最后预测了球形钛粉未来的发展方向,认为成本低、球形度高、杂质少及粒径小的钛粉将成为未来重要的研究内容.
2017 Vol. 17 (5): 911-917 [摘要] ( 984 ) HTML (1 KB)  PDF (629 KB)  ( 208 )
       流动与传递
918 基于BP神经网络和CFD数值模拟的气旋浮罐结构优化及性能预测
蔡小垒 陈家庆 孔祥功 刘美丽 俞接成 姬宜朋
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217135
采用CFD模拟和BP神经网络结合的方法,对BIPTCFU-III型气旋浮装置主体设备气旋浮罐的入口管径、环形缝隙宽度、高径比和稳流筒直径等主要结构参数进行了优化,研究了结构参数对分离效率的影响. 结果表明,优化后气旋浮罐分离效率从81.07%提升至92.82%,预测值与模拟值的偏差仅为1.15%;增大稳流筒直径、提高高径比、增大入口管径和减小环形缝隙宽度有利于强化油水两相的运移和分离过程,提高分离效率.
2017 Vol. 17 (5): 918-925 [摘要] ( 690 ) HTML (1 KB)  PDF (807 KB)  ( 155 )
926 铜顶吹炉内多相流数值模拟与单因素影响分析
彭军 陈卓 刘思璇 程利振
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217145
采用VOF模型模拟铜顶吹炉内多相流动,以气含率、熔体平均速度为铜顶吹炉熔炼效果/效率的评价指标,通过单因素分析法研究了喷枪外径、空气流量及浸没深度对熔炼过程的影响,并结合经验生产参数提出了各参数的适宜值. 结果表明,适当增大喷枪空气流量或浸没深度可明显提升气含率和熔体平均速度,获得更高的熔炼效率;适当减小喷枪外径可提升评价指标并获得更佳熔炼效果;各参数适宜值为喷枪外径403~428 mm、喷枪空气流量12000~14000 Nm3/h、喷枪浸没深度225~275 mm.
2017 Vol. 17 (5): 926-935 [摘要] ( 519 ) HTML (1 KB)  PDF (1396 KB)  ( 101 )
936 基于颗粒缩放理论的垂直螺旋输送离散模拟
任建莉 周龙海 韩龙 周佳妮 严密
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217109
利用相似理论和量纲分析进行颗粒缩放,将粒径0.5 mm的铸铁煤粉颗粒放大至2 mm,进行虚拟实验标定放大颗粒的基本接触参数,用离散单元模型模拟垂直螺旋输送中的颗粒运动,验证颗粒缩放法的准确性. 结果表明,螺旋转速为500, 550, 600, 650 r/min时,颗粒轴向速度和圆周速度增大,最大轴向速度位于中上部,处于叶片边缘,分别为0.486, 0.535, 0.596, 0.657 m/s,超过螺旋叶片半径区域的颗粒轴向速度明显减小;相同填充率下,装置出口处质量流率、颗粒轴向速度模拟值和实验值基本吻合,满足相似理论.
2017 Vol. 17 (5): 936-943 [摘要] ( 492 ) HTML (1 KB)  PDF (1159 KB)  ( 123 )
944 气升式环流反应器内气液固三相流的数值模拟
徐斌 余健 舒德华 尹德才
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217127
以Fluent中的欧拉三相流模型为基础,采用改进的曳力模型对连续式三相气升式内环流生物反应器进行二维非稳态数值模拟,模拟反应器降流区时均液体循环速度和最大液体循环速度,不同曝气量和石英砂含量下的气含率及曝气量10.2 L/min、石英砂含量2 L时苯酚在反应器内的扩散过程. 结果表明,模拟结果与实测值吻合较好. 用该模型模拟固相密度为1200, 1500, 1800, 2220 kg/m3、固相颗粒粒径为0.3, 0.6, 0.9 mm条件下降流区的时均液体循环速度,较小的密度和粒径有助于提高液体循环速度.
2017 Vol. 17 (5): 944-951 [摘要] ( 632 ) HTML (1 KB)  PDF (545 KB)  ( 143 )
952 高温大气泡群对艉流的聚并作用机理
张志友 金良安 苑志江 何升阳
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216380
在气泡群平衡方程模型的基础上,根据高温尾气在海水中形成的气泡群特点及气液间特定的传热传质过程,建立了高温大气泡群对尾流微气泡的聚并模型,求解了气泡间聚并效率并进行实验验证. 结果表明,气泡聚并临界半径为1 mm,半径低于临界半径时,聚并效率随大气泡尺寸增加明显提高;气泡半径高于临界半径时,规律相反. 聚并效率随大气泡数密度增大呈台阶式增长. 大气泡数密度与尾流微气泡总数密度大致相同时,可达到较理想的聚并消泡效果.
2017 Vol. 17 (5): 952-958 [摘要] ( 531 ) HTML (1 KB)  PDF (567 KB)  ( 109 )
959 水平对置双向撞击流混合器的混合效果
张建伟 尚盼龙 闫俊杰 冯颖
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216385
采用平面激光诱导荧光技术(PLIF)对浸没状态下水平对置双向撞击流混合器在湍流时的混合情况进行了研究,考察了进口处雷诺数(Re)、喷嘴间距、喷嘴内径、进口速度比对混合效果的影响. 结果表明,对称撞击下,喷嘴间距L从d’增加至3d’时(d’为两喷嘴内径平均值),混合时间减小;L由3d’增加至5d’时,混合时间增加,L=3d’时混合时间最小. 两端进口处Re=17544时,喷嘴内径由6 mm增至14 mm,混合时间减小且减小趋势逐渐放缓;两喷嘴进口速度比由0.71增至1.67时,混合时间先减小后增加,速度比为1时,混合时间最小;雷诺数Re由7519增至40936时,混合时间减小. 对称撞击下,L=3d’时混合效果最好,增加喷嘴内径及雷诺数可显著提高混合效果.
2017 Vol. 17 (5): 959-964 [摘要] ( 499 ) HTML (1 KB)  PDF (518 KB)  ( 86 )
965 气体管道内颗粒物在线检测特性
卢利锋 吴小林 宋暄 姬忠礼
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216370
基于Mie散射理论及热力学原理,分析颗粒物粒径检测过程中粒径通道的穿越现象,揭示了白色光源下颗粒物物性对在线检测结果的影响机制及规律. 结果表明,颗粒的吸收性会引起检测粒径发生穿越现象,粒径穿越通道数与颗粒粒径和折射率的实部与虚部密切相关. 2种吸收性颗粒(A和B)粒径的在线检测值远小于真实值,且粒径跨越了多个通道. 对粒径检测值进行修正,颗粒A和B的中位粒径分别由0.751和1.657 μm变成1.668和2.759 μm,与SEM测量结果(1.604和2.685 μm)的误差均在5%内,验证了颗粒在线检测理论及分析方法的合理性和结果的准确性,同时表明颗粒吸收性对检测结果有较大影响.
2017 Vol. 17 (5): 965-970 [摘要] ( 508 ) HTML (1 KB)  PDF (644 KB)  ( 173 )
971 用激光粒度仪测量燃烧合成的氮化硅粉体粒度的条件
刘鹏飞 程路伟 许宝松 李梦醒 韩召
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217111
以硅粉为主要原料,采用燃烧合成法制备微米级Si3N4粉体,以中粒径d50和粒径分布宽度d90?d10作为粒度评价指标,采用激光粒度仪研究了悬浊液固含量、超声分散时间、分散剂含量及沉降时间对粒度测量的影响. 结果表明,激光粒度仪可用于检测燃烧合成的Si3N4粉的粒度分布,悬浊液固含量、超声分散时间、分散剂含量及沉降时间对粒度测量结果影响显著. 水为分散介质时,最佳固含量1.25 g/kg、最佳超声时间60 min、最佳分散剂用量3 g/kg的条件下,超声分散后0.5 h内进行粒度测量最可靠.
2017 Vol. 17 (5): 971-975 [摘要] ( 652 ) HTML (1 KB)  PDF (475 KB)  ( 251 )
       反应与分离
976 壳寡糖汲取液的正渗透性能
邹路易 徐西腾 滕跃 顾文秀
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216352
以3种不同分子量的壳寡糖(COS)溶液为汲取液,研究了汲取液浓度与pH值、电导率、粘度和渗透压的关系,分析了不同分子量、壳寡糖浓度、膜活性层朝向时的水通量、反向溶质通量和截留率等因素的变化规律,讨论了其对纯水的回收率. 结果表明,壳寡糖溶液具有较高的电导率和渗透压,可产生较高的水通量,正渗透膜的活性层朝向汲取液(AL?DS)模式时的水通量优于活性层朝向原料液(AL?FS)模式,但AL?DS模式下的反向溶质通量较AL?FS模式大;两种模式下膜的截留率均在99.9%以上,且AL?FS模式的截留率略高于AL?DS;COS汲取液对纯水的回收性能良好.
2017 Vol. 17 (5): 976-981 [摘要] ( 561 ) HTML (1 KB)  PDF (417 KB)  ( 93 )
982 次氧化锌酸性浸出液中直接萃取铟
郭小东 魏昶 李兴彬 邓志敢 李存兄 樊刚
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217119
针对现行湿法炼锌综合回收铟过程中存在的铟分散损失严重和直收率低的问题,采用直接萃取法从次氧化锌酸性浸出液中回收铟,考察了萃取剂浓度、混合时间、硫酸浓度和萃取温度等因素对铟及主要金属离子萃取率及盐酸浓度和相比对铟反萃率的影响,绘制了萃取平衡等温线和反萃平衡等温线,进行了小型模拟实验和连续逆流萃取?反萃实验,重点考察主要金属离子在萃取和反萃过程中的分布与走向. 结果表明,以10% P204为有机相,在相比(A/O)为2/1、逆流萃取级数为3级的条件下,浸出液中铟萃取率达99.9%,杂质铁、锌和镉的萃取率分别为1.5%, 0.5%和1.1%. 得到的负载有机相采用6 mol/L盐酸反萃,相比为1/5时4级反萃后,铟反萃率达100%,镉、锌和铁基本被全部反萃,反萃后的贫有机相可循环使用.
2017 Vol. 17 (5): 982-988 [摘要] ( 553 ) HTML (1 KB)  PDF (311 KB)  ( 85 )
       过程与工艺
989 煤基多孔碳孔隙逾渗演化过程及结构特征
王启立 何敏 李小川 刘颀
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217120
以煤焦颗粒和煤沥青为原料制备多孔碳材料,从多孔介质流体力学角度分析了坯料焙烧成孔过程及孔隙演化过程,结合分形理论和压汞实验结果,表征了多孔碳孔隙结构的非均质特征. 结果表明,多孔碳坯料焙烧成孔的流体力学本质是挥发分在多孔介质中的流动,伴随焙烧各阶段经历了孔隙产生-逐步增多-局部连通-全部连通-网状联接的逾渗演化过程. 各试样的孔隙度为29.67%?36.59%,比表面积为2.32?3.91 m2/g,骨架面积分形维数为1.788?1.854,孔隙面积分形维数为1.638?1.732,体积分形维数为2.844?2.949,迂曲度分形维数为1.319?1.386,压汞实验中阈值压力为(8.94?13.08)?104 Pa,表现出典型的分形和逾渗特征.
2017 Vol. 17 (5): 989-994 [摘要] ( 557 ) HTML (1 KB)  PDF (1004 KB)  ( 110 )
995 煤焦化学链气化过程中神木煤灰对铁基载氧体反应特性及结构的影响
万奇顺 刘永卓 郭庆杰 田安红
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217105
以水蒸气为气化剂、Fe4Al6(Fe2O3:Al2O3质量比4:6)为载氧体,在高温间歇流化床中添加神木煤灰模拟串行循环流化床,研究煤灰累积对煤焦化学链气化过程中载氧体反应性能及结构的影响. 结果表明,在800?900℃的化学链气化过程中,添加5%?15%(?)神木煤灰可降低Fe4Al6载氧体还原反应的温度、提高其还原反应速率. 添加15%神木煤灰可明显促进煤焦水蒸气气化,提高煤焦碳转化率. Fe4Al6载氧体还原反应温度为950?1000℃、系统中含20%神木煤灰及1000℃、系统中含15%神木煤灰时,神木煤灰易与Fe4Al6载氧体反应生成Fe2SiO4, FeAl2O4, CaFe4Al2O10和CaAl8Fe4O19等低熔点物质,使Fe4Al6载氧体孔堵塞、表面烧结.
2017 Vol. 17 (5): 995-1001 [摘要] ( 555 ) HTML (1 KB)  PDF (853 KB)  ( 107 )
1002 甘蔗渣木质素的结构及其对纤维素酶解的影响
崔兴凯 陈可 赵雪冰 刘德华
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216376
对甘蔗渣有机酸预处理、碱处理和氧化预处理过程中得到的5种木质素[乙酸木质素(AAL)、Acetosolv木质素(AsL)、Milox木质素(ML)、过氧乙酸木质素(PAAL)和碱木质素(AL)]进行了结构表征,通过元素、官能团和化学组分分析、分子量测定及光谱特性分析,验证了甘蔗渣木质素为典型的H?S?G型木质素,除PAAL外其余4种木质素具有类似的结构特性,而PAAL由于过氧乙酸的氧化作用使木质素结构显著变化,从而具有较低的分子量、较高的酸溶木质素和羰基含量. 将5种木质素添加至纤维素酶催化水解体系中,纤维素转化率均有不同程度降低,PAAL的抑制作用最强. 结合添加木质素单体模型化合物的实验表明,酚羟基是木质素抑制纤维素酶作用的关键官能团,对羟苯基中酚羟基的抑制作用比愈创木基和紫丁香基更强. 木质素对纤维素酶解的抑制作用不只是通过无效吸附纤维素酶实现,小分子的酚类降解产物也会降低纤维素的酶解转化效率.
2017 Vol. 17 (5): 1002-1010 [摘要] ( 592 ) HTML (1 KB)  PDF (503 KB)  ( 136 )
1011 矿井水深度处理的阻垢方法及工艺优化
刘建军 张彦春 李荣吉 王森 王斌琦
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217103
针对永城开控矿井水回用项目的工艺过程及现场条件,通过理论分析、计算及实验研究,提出控制硬度、调节pH、选定最佳回收率、优选阻垢剂的综合因素分析及控制法. 结果表明,该矿井水反渗透安全经济运行的最佳进水条件为钙浓度<160 mg/L、加酸调节pH至7.4、阻垢剂加药量2.8?10?6 (?). 运行3年来反渗透膜系统结垢问题得到有效控制,压差及脱盐率变化较小.
2017 Vol. 17 (5): 1011-1015 [摘要] ( 545 ) HTML (1 KB)  PDF (274 KB)  ( 180 )
1016 醚基复合氯铝酸离子液体催化异丁烷烷基化
张振华 赵国英 卢丹 汪敬恒 任保增
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217126
制备了4种醚基离子液体(1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑氯盐[MOEMIM]Cl、1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑溴盐[MOEMIM]Br、N,N,N-三甲基-N-甲氧基乙基溴化铵[N111,1O2]Br和N,N,N-三乙基-N-甲氧基乙基溴化铵[N222,1O2]Br),作为三乙胺盐酸盐氯铝酸离子液体的助剂催化异丁烷烷基化反应,考察了4种醚基离子液体及其添加量对氯铝酸离子液体催化烷基化的影响. 结果表明,在反应温度25℃、进料速率500 mL/h、酸烃体积比20:60、添加6%(?) [MOEMIM]Cl的条件下,C8选择性由47.7%提高至63.6%,辛烷值(RON)由83.5提高至93.2. 优化后的醚基复合氯铝酸离子液体催化剂至少循环20次活性不降低,显示了较好的催化性能. 醚基离子液体助剂对烷基化性能的提高可归功于提高异丁烷溶解度、抑制酸度降低和提高界面性能.
2017 Vol. 17 (5): 1016-1022 [摘要] ( 556 ) HTML (1 KB)  PDF (409 KB)  ( 97 )
1023 石油基中间相沥青的研制
何成友 聂毅 李佩佩 白璐 王启宝
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217112
以石油基中温沥青为原料,经过热聚合?氢化?热处理制备中间相含量大于80%的广域流线型的中间相沥青,对处理过程中沥青的组分和结构变化进行了表征,对低温长时间和高温短时间处理对中间相沥青形态的影响规律进行了探讨. 结果表明,原料通过热聚合,沥青中的甲苯不溶物含量和芳环数提高;再经过加氢改性,沥青分子中的脂环烃增加,流动性改善;最后经高温短时间或低温长时间热处理形成含侧链或环烷结构的稠环芳烃分子,低温长时间处理更有利于中间相分子充分发展,易获得广域流线型的中间相.
2017 Vol. 17 (5): 1023-1027 [摘要] ( 572 ) HTML (1 KB)  PDF (373 KB)  ( 93 )
1028 钢渣有价组分的分部高附加值利用
何延波 吴照金 高志芳 岳海峰 刘伟明 王平
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217124
采用选择性碳热还原方法高附加值利用转炉钢渣中有价组分,实验考察了还原温度和时间对转炉钢渣中主要有价元素Fe, P, Mn, Cr等的还原行为及析出多元铁合金(目标相)成分的影响,通过磨矿、磁选分离得到目标相和余渣,以目标相为主要原料合成锂离子电池正极材料掺杂型磷酸铁锂. 结果表明,产物0.1C下首次放电容量达159.58 mA?h/g,倍率循环性能良好;余渣主要成分为Ca(OH)2, 2CaO?SiO2和3CaO?SiO2,平均粒径约2.5 ?m且分布均匀,资源特性和利用价值明显提升.
2017 Vol. 17 (5): 1028-1034 [摘要] ( 565 ) HTML (1 KB)  PDF (478 KB)  ( 143 )
1035 多功能铁水包周转数计算模型
谷宗喜 徐安军 贺东风 吴伟 刘晶波 韩伟刚
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217147
在综合考虑铁水包备包生产及高炉配罐制度等因素的基础上,建立了多功能铁水包周转数计算模型,即铁水包周转数由工艺要求数、备包数及高炉配罐富裕数组成. 依据模型计算出重钢新区两座高炉?两座转炉模式下铁水包周转数为16个. 结果表明,减少铁水包周转数的关键在于减少重包和空包的“缓冲容量”,为此需优化高炉配罐制度及连浇炉数. 单一优化配罐制度及连浇炉数均可减少2个铁水包,联合优化配罐制度和连浇炉数可减少4个铁水包.
2017 Vol. 17 (5): 1035-1040 [摘要] ( 628 ) HTML (1 KB)  PDF (454 KB)  ( 125 )
1041 氧化钙颗粒在CaO-FeO-SiO2-P2O5体系炉渣中的溶解行为
夏云进 李孝攀 李杰 范鼎东 郭鑫
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217121
在1400℃下,将平均尺寸约70 ?m的石灰加入硅酸二钙饱和的CaO?FeO?SiO2?P2O5体系的炉渣中,研究了石灰颗粒在炉渣中的溶解行为. 结果表明,石灰加入炉渣中沿CaO周围形成了6个区域:未熔氧化钙区域、石灰溶解向铁酸钙层转化的过渡层、铁酸钙层、不连续的固溶体层、致密的固溶体层、基体渣层;石灰加入5 s内即可形成C2S?C3P固溶体层,其中P2O5含量约在120 s时达到最大,之后随时间增加,固溶体颗粒尺寸不断增加,固溶体中P2O5含量降低;炉渣中含P2O5时,在石灰界面形成的壳层为xC2S?C3P而不是C2S,C2S?C3P固溶体层形成阻碍了石灰溶解.
2017 Vol. 17 (5): 1041-1046 [摘要] ( 569 ) HTML (1 KB)  PDF (621 KB)  ( 140 )
1047 高钙低品位硫氧混合锌矿氧化焙烧矿相的转变规律
高小兵 华一新 王运 徐存英 李坚 况文浩 张臻 雷震 卢东辉
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217151
针对低品位硫氧混合锌矿含钙高的特点,在低温下对其进行氧化焙烧,通过控制气相中的硫势和氧势,使矿石的矿相发生转变,促进锌在氨性体系中溶解;同时利用矿石中钙的固硫作用,使硫转化成CaSO4,有效避免SO2对环境的污染. 结果表明,锌品位为5.45%的硫氧混合锌矿在300℃下焙烧3 h,矿石中的异极矿和闪锌矿转化成了易溶出的ZnO,方铅矿和黄铁矿分别转化成了PbSO4和Fe2O3,方解石转化成了CaSO4,所得焙砂在NH3?(NH4)2SO4?H2O体系中45℃下浸出,锌浸出率可达73.27%;焙烧温度大于300℃时,焙砂中会产生大量铁酸锌,使锌浸出率下降.
2017 Vol. 17 (5): 1047-1053 [摘要] ( 529 ) HTML (1 KB)  PDF (808 KB)  ( 266 )
       生化工程
1054 大肠杆菌表达CRM197及其在通用流感疫苗中的应用
徐璐 张竞 余蓉 苏志国
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217132
利用基因工程技术在大肠杆菌BL21(DE3)中表达白喉毒素无毒突变体CRM197,经变性条件下亲和纯化后,作为蛋白载体与流感抗原M2e经BMPH偶联,制备CRM197?M2e结合物,用其免疫BALB/c小鼠,采用间接ELISA法测定血清中M2e特异性IgG抗体. 结果表明,重组CRM197在大肠杆菌中成功表达,优化后蛋白表达量约为250±30 mg/L,纯度达95%以上;所制CRM197?M2e结合物可有效免疫BALB/c小鼠,其刺激产生的M2e特异性IgG抗体滴度分别是健康组、M2e免疫对照组、CRM197免疫对照组及CRM197+M2e混合组的430.5, 32, 181和215倍.
2017 Vol. 17 (5): 1054-1058 [摘要] ( 686 ) HTML (1 KB)  PDF (765 KB)  ( 105 )
1059 螺纹雷松藻茎的预处理方法
安传锋 王智慧 王 斌 惠锋基 丛威
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217152
考察了螺纹雷松藻茎的吸水特性及粉碎和挤压两种预处理方法对其吸水规律的影响. 结果表明,水在藻茎中的临界渗透距离约为2 mm,当藻粒粒度不大于临界渗透距离的2倍时,藻粒在6 h内可被浸透;挤压后藻茎中的裂缝增多增大,吸水率提高,149 MPa下浸泡6 h吸水率可达250%. 粉碎和挤压预处理后的藻茎在浸泡时被充分浸润,消化速率显著提高. 挤压后藻茎部分细胞壁被破坏,消化期的前3 h消化速率最大.
2017 Vol. 17 (5): 1059-1065 [摘要] ( 560 ) HTML (1 KB)  PDF (441 KB)  ( 97 )
       材料工程
1066 最优炭化工艺下辣椒秸秆基活性炭的制备及表征
李海红 刘雨倩 王宁
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217113
以辣椒秸秆制备活性炭,采用正交实验法,选取炭化温度、炭化时间、升温速率为影响因子,以比表面积、炭得率为评价指标确定最优炭化工艺,对最优条件下所制活性炭的孔结构及表面化学性质进行了表征. 结果表明,最优炭化工艺为炭化温度400℃,炭化时间50 min,升温速率5℃/min;该条件下所制活性炭的炭得率为39.90%,BET比表面积为966.003 m2/g,吸附总孔容为0.544 cm3/g,平均孔径为2.252 nm;且表面存在丰富的孔隙结构及酚、醇羟基、羧基、醚基等官能团.
2017 Vol. 17 (5): 1066-1071 [摘要] ( 580 ) HTML (1 KB)  PDF (450 KB)  ( 187 )
1072 AlCl3-NaCl复盐为铝源电解共沉积制备镁铝合金
刘洋 卢旭晨 张志敏 陈世伟
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217140
以所制AlCl3?NaCl复盐为铝源、MgCl2?6H2O脱水所制熔盐为电解质,电解共沉积制备镁铝合金. 结果表明,当复盐中AlCl3摩尔分数小于0.4时,其在高温下相对稳定,加入高温电解质中可有效减小AlCl3的挥发损失;采用AlCl3摩尔分数小于0.5的AlCl3?NaCl复盐作铝源所制镁铝合金的铝含量比直接以AlCl3为铝源所制镁铝合金提高了9.5%以上,AlCl3利用率明显提高,有效减小了铝含量与理论值的偏差;随熔盐电解质中AlCl3浓度增加,所制镁铝合金中铝含量增加,二者呈良好的线性关系,所制Mg?13%Al合金成分宏观分布较均匀,晶粒大小为50?100 ?m.
2017 Vol. 17 (5): 1072-1077 [摘要] ( 544 ) HTML (1 KB)  PDF (400 KB)  ( 101 )
1078 非晶晶化法制备钛酸钠及其晶型转变规律
彭艳 王志 王东 公旭中 曹建尉 齐涛
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217130
以TiO2和Na2CO3为原料,在1200℃下保温1 h熔融水淬制备非晶态钛酸钠,通过晶化制备不同晶型的钛酸钠晶体,研究了非晶态析晶过程及晶型转变规律. 结果表明,626℃下不保温合成了单一晶型Na2TiO3, 811℃下保温120 min合成了单一晶型Na16Ti10O28, 897℃下不保温、保温30和120 min分别合成了单一晶型Na16Ti10O28, Na2TiO3和Na2Ti3O7,拟合得626, 811和897℃时钛酸钠的平均结晶度分别为45.2%, 43.8%和86.6%. 升温过程中非晶态钛酸钠逐渐析出Na2TiO3晶体,随晶化时间延长,626℃下Na2TiO3逐渐向Na16Ti10O28和Na4Ti5O12转变,811℃下Na4Ti5O12向Na16Ti10O28转变,897℃下Na16Ti10O28转变为Na2Ti3O7.
2017 Vol. 17 (5): 1078-1084 [摘要] ( 595 ) HTML (1 KB)  PDF (1174 KB)  ( 138 )
1085 石墨烯的制备及其对铬(VI)的吸附性能
郑志功 杨金杯 郭锦超 史荣会
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217104
采用氧化还原法制备石墨烯,研究其对水中铬(VI)的吸附性能,考察了溶液初始pH值、吸附温度、石墨烯用量等对吸附效果的影响及吸附热力学和动力学性能. 结果表明,石墨烯是一种良好的吸附铬(VI)的吸附剂,吸附过程可用Langmuir等温吸附模型较好地描述,为优惠吸附,是自发吸热过程,符合拟二级吸附动力学模型,吸附活化能为88.62 kJ/mol.
2017 Vol. 17 (5): 1085-1090 [摘要] ( 642 ) HTML (1 KB)  PDF (486 KB)  ( 370 )
       环境与能源
1091 工业低温烟气废热回收与梯级利用技术的研究与应用
郭乃理 杨春生 肖鹏 黄建琼 李貌 隋良红 李兴贵
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217175
从工业企业的实际需求出发,根据热力学基本原理,运用现代传感器技术、自动测量与控制技术和高效的热交换技术,研发出一套综合高效的工业企业低温烟气废热回收和梯级利用系统,用于企业实际生产中. 该系统采用模块化设计,更好地适应了工业生产工况的不断变化,解决了工业中常见的低温(低于250℃)废热回收利用率不高的问题,实现了废热回收量和使用量的全自动动态调节,克服了同类系统用途单一、回收利用率低、自动化程度低、操作复杂且精度差等缺陷. 该系统不仅为该企业节约30万元/年以上的能源支出,还减少了废热自然排放造成的能源浪费与热污染,具有显著的社会和经济效益.
2017 Vol. 17 (5): 1091-1096 [摘要] ( 499 ) HTML (1 KB)  PDF (1132 KB)  ( 341 )
1097 盐差发电系统的模拟优化
李斌 伍联营 张伟涛 王颖 胡仰栋
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217107
提出了多级正渗透的盐差发电工艺,相比单级正渗透过程,多级过程产电性能明显提高. 对多级正渗透模型进行模拟,考察了浓盐水流量和预加压力对产电功率的影响. 结果表明,其它条件一定时,随浓盐水流量或预加压力增大,产电功率均先增加后减少,存在最大值. 以100 m2膜的产电功率为目标函数,对不同的压力能回收效率,建立了以浓盐水流量和预加压力为决策变量的优化模型,优化结果表明,不同的压力能回收效率对应不同的浓盐水流量和预加压力的最优解,且压力能回收效率越高,对应的浓盐水流量越小,预加压力越大.
2017 Vol. 17 (5): 1097-1101 [摘要] ( 506 ) HTML (1 KB)  PDF (441 KB)  ( 96 )
1102 木屑颗粒热解过程动力学计算及热解气体分析
袁聪聪 王宇栋 张丁川 杨斌 戴永年
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217128
以CO2和干空气为动态气氛,在10, 20, 30℃/min三种升温速率下进行热重实验,研究了气氛对压缩木屑颗粒热解反应的影响,用Netzsch Thermokinetics 3软件确定了失重曲线第2失重阶段的反应级数,用Coats?Redfern积分法计算了第2失重阶段的动力学参数,用气相色谱分析了放大实验在升温速率10℃/min下产生的热解气体成分. 结果表明,在CO2和干空气气氛下,随温度升高,木屑颗粒均出现3个失重阶段,第2阶段的失重分别为65.97%和56.31%,热解反应级数分别为1.2和1.0,活化能分别为117.73和87.4 kJ/mol,指前因子分别为5.8?106和1.1?104 min?1. 与空气气氛相比,CO2气氛下裂解气中CH4产量相对较低,而H2和CO产量较高.
2017 Vol. 17 (5): 1102-1108 [摘要] ( 524 ) HTML (1 KB)  PDF (655 KB)  ( 116 )
 
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