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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
 
2019年 19卷 S1期
刊出日期:2019-06-28

目录
绿色制造的全过程污染控制
 
       目录
0 本期封面和目录
2019 Vol. 19 (S1): 0- [摘要] ( 170 ) HTML (1 KB)  PDF (1230 KB)  ( 69 )
       绿色制造的全过程污染控制
1 筚路蓝缕,以启山林;栉风沐雨,砥砺歌行-贺张懿院士八十大寿
张锁江
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219002
今年6月11日,是张懿院士八十大寿,值此之际,中国科学院过程工程研究所经由《过程工程学报》为张懿院士发行《绿色制造的全过程污染控制》专刊,本专刊特邀多名资源、环境领域知名专家精心撰写论文,以贺张懿院士八十华诞。
2019 Vol. 19 (S1): 1-2 [摘要] ( 321 ) HTML (1 KB)  PDF (383 KB)  ( 97 )
3 “过程工程学”的由来及对“不可逆循环过程”的研究
李佐虎
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219214
1996年我们发现,如果能实现酸?碱?盐闭路化学循环,则化工清洁生产就能达到零排放。从此开始了盐水解法酸碱联产新化工单元的研究。2012年提出了“动态多相动力学封闭系统”理论,发现这是非平衡热力学中的第三类“熵致有序”结构。将这一理论推广至太阳系,发现了“熵循环流”与“宇宙永动机”,还给出了时间新定义。
2019 Vol. 19 (S1): 3-9 [摘要] ( 256 ) HTML (1 KB)  PDF (581 KB)  ( 104 )
10 战略性稀有金属资源绿色高值利用技术进展
齐涛 王伟菁 魏广叶 朱兆武 曲景奎 王丽娜 张绘
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219142
从资源紧缺、环境污染、产品低端等方面,总结了我国钒、钛、镍、钴、锂稀有金属资源在战略性新兴产业迅猛发展时代所面临的国家重大需求,回顾了领域近年来通过升级和变革传统稀有金属资源利用技术取得的主要进展和成就。其中煤基钠化冶炼、高温碳化?低温氯化、亚熔盐氧化等非常规介质强化手段是实现钒钛磁铁矿中钒、钛绿色高值高效利用的核心;盐酸常压浸出?低温选择性水解?共沉淀新技术是一种低成本、短流程高效高值利用红土镍矿全组分的先进技术代表;双功能协同复合萃取原理是实现高镁盐湖卤水的锂资源绿色利用的关键基础。基于固废资源化和源头减废两个思路,现阶段战略性金属资源的利用技术初步解决了环境污染和资源利用率低的问题,但仍存在资源绿色利用基础原理匮乏、产品科技含量低等普遍问题。以战略性产业关键材料为导向的绿色高值利用技术的应用基础研究是稀有金属相关绿色产业战略性发展的重要科技保障,是未来重要的前沿研究方向。
2019 Vol. 19 (S1): 10-24 [摘要] ( 237 ) HTML (1 KB)  PDF (803 KB)  ( 272 )
25 绿色分离技术发展态势与展望
刘会洲 刘小平 陈欣 张超 杨良嵘
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219145
进入21世纪以来,绿色分离技术不断创新,新型绿色分离技术不断涌现,应用领域逐步拓展。本工作对绿色分离技术领域论文的产出规模、学术影响力、学科布局、国际合作等相关指标进行了文献计量分析,并对各项绿色分离技术进行比较分析,同时比较了中国与世界相关国家的研究实力,旨在了解中国与世界绿色分离技术的发展态势,为制定绿色分离技术发展战略和学科政策、科研工作者选择科研方向、企业投资决策等提供有益的参考。
2019 Vol. 19 (S1): 25-34 [摘要] ( 243 ) HTML (1 KB)  PDF (2332 KB)  ( 182 )
35 工业挥发性有机污染物控制与资源化利用
王泽利 李鑫钢 郑成功 何林
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219159
综述了多种不同的工业挥发性有机污染物(VOCs)控制技术,从工程应用角度分析了其适用范围、优缺点、应用现状和研究方向等。在此基础上,针对目前工业VOCs控制过程存在的低浓度大风量VOCs处理问题、复杂VOCs废气体系处理问题及单一控制方法治理效率低等问题,提出对现有工艺技术设备的优化建议、不同处理方式集成组合、源头治理等改进手段,从宏观角度探讨了VOCs资源化的社会发展需求及解决方案。
2019 Vol. 19 (S1): 35-44 [摘要] ( 220 ) HTML (1 KB)  PDF (2386 KB)  ( 111 )
45 弱氧化剂CO2(g)对含钒铁水吹炼制钒渣的影响
隋智通 娄太平 霍守星
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219149
采用弱氧化剂选择性氧化含钒铁水,先弱氧化脱硅,再强氧化提钒,以获得高品位的钒渣。对弱氧化剂CO2浅度氧化含钒铁水炼制钒渣进行了理论分析,确定脱硅保钒反应的物理化学条件,研究了温度、CO2气体流量、搅拌和熔剂等因素对脱硅保钒反应的影响及脱硅反应产物的分布。结果表明,温度1450℃及CO2气体流量1 L/min、有搅拌条件下,脱硅率高达68.62%,而钒氧化率仅为0.73%。
2019 Vol. 19 (S1): 45-50 [摘要] ( 247 ) HTML (1 KB)  PDF (401 KB)  ( 70 )
51 红土镍矿硝酸加压浸出工艺
王成彦 曹志河 马保中 陈永强
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219136
采用硝酸介质加压浸出处理红土镍矿,考察了初始硝酸浓度、浸出温度、保温时间和液固比对有价组分浸出率的影响,确定了该工艺的可行性。得到优化工艺条件为初始硝酸浓度330 kg/t,浸出温度190℃,保温时间60 min,液固比1.5:1~1.7:1 mL/g。最优工艺条件下,镍、钴的浸出率均大于85%,镁浸出率为80%,铝的浸出率大于60%,铁的浸出率低于1%,产出了含铁55%的富铁渣。对浸出液采用氧化镁梯级沉淀的方法,控制温度85℃、pH?3.0,可除掉95%的铁;控制pH=4.0~4.3,可除掉99%以上的铝,原矿中约90%以上的钪随铝进入渣相,得到含钪近1000 g/t的铝钪富集物;调节pH=7.5~8.0,溶液中的镍钴沉淀完全,得到含镍24.8%和含钴2.3%的氢氧化镍钴渣,实现了镍、钴与铁、铝高效分离和富集。梯级沉淀后的硝酸镁溶液蒸发结晶,在500℃下煅烧,得到轻质氧化镁;回收热分解产生的氮氧化物气体再生硝酸,常压下再生率达92%以上,实现了红土镍矿中有价组分的高效分离和浸出介质的循环利用。
2019 Vol. 19 (S1): 51-57 [摘要] ( 372 ) HTML (1 KB)  PDF (738 KB)  ( 136 )
58 碱性介质活性氧调控技术在湿法冶金中的研究进展
郑诗礼 薛玉冬 杜浩 张懿
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219144
化工冶金制造业的绿色化升级需从清洁生产技术创新入手,研发重大特色资源的高效绿色合理利用技术是实现资源环境可持续发展的关键。张懿院士开创建立的亚熔盐介质清洁化工冶金共性技术,实现了多种具有化学共性的难处理两性金属矿物的高效清洁转化与分离,并建立了以活性氧调控技术为核心的亚熔盐介质化学理论体系。基于活性氧的电化学基础研究,本工作进一步提出了以电化学活性氧调控技术为核心的碱性介质电化学高级氧化新体系,为活性氧调控技术在冶金、资源和环境等领域的应用提供理论和技术支持。
2019 Vol. 19 (S1): 58-64 [摘要] ( 252 ) HTML (1 KB)  PDF (912 KB)  ( 100 )
65 难熔金属含氧酸盐电化学解离-合金化短流程绿色工艺
王志 王明涌 翁威
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219170
针对难熔金属传统冶金流程长、能耗高和污染重的问题,介绍了以难熔金属含氧酸盐(如CaTiO3, NaVO3, Na2CrO4等)中间体直接熔盐电解(液态阴极)制取合金的短流程新过程。以熔点低、可溶、可电离的难熔金属含氧酸盐为电解反应物直接实现难熔金属的合金化,构建冶金?材料一体化的熔盐电解新体系,是缩短流程和实现冶金资源“快速成材”的创新路径。新过程弃用污染性工艺,环境友好,符合高效绿色冶金原则,有潜力成为一种普适性新方法。
2019 Vol. 19 (S1): 65-71 [摘要] ( 202 ) HTML (1 KB)  PDF (798 KB)  ( 114 )
72 碱溶法回收废SCR脱硝催化剂中的二氧化钛
武文粉 李会泉 孟子衡 王晨晔 王兴瑞 赵晨
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219154
采用碱溶法分离回收燃煤电厂废SCR脱硝催化剂中的载体成分TiO2,通过正交实验考察了NaOH浓度、反应温度、固液比和转速对碱溶法回收TiO2过程中主要杂质W浸出分离、W和Ti浸出率的影响规律及浸出渣物相的变化规律,所得含钛浸出渣经20% H2SO4溶液或20% HCl溶液洗涤、煅烧回收TiO2。结果表明,反应温度对杂质W浸出影响最明显。回收Ti元素的最优条件为反应温度110℃及NaOH浓度40wt%、固液比1/5 g/mL、转速400 r/min,该条件下废SCR脱硝催化剂中W的脱除率达87.5%,Ti的溶出率仅为0.04%,浸出液中W/Ti浓度比为210。经H2SO4处理后生成锐钛型TiO2,经HCl处理生成金红石型TiO2,二者纯度均大于98%,实现了TiO2晶体的可控制备。
2019 Vol. 19 (S1): 72-80 [摘要] ( 237 ) HTML (1 KB)  PDF (1150 KB)  ( 79 )
81 酚油共萃协同解毒技术及其在煤化工高浓废水中的应用
曹宏斌 许高洁 宁朋歌 石绍渊
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219163
煤化工高浓废水因成分复杂、污染物浓度高、毒性大、可生化性低等特点受到环保行业广泛关注,废水中含有高浓度的氨氮、酚类和油类物质及杂环化合物和多环芳烃等高毒性污染物,高效脱酚和深度解毒是该类废水处理的两大瓶颈。本工作从过程污染控制角度提出了酚油共萃协同解毒技术,配合研发的酚油联合脱除专用萃取剂IPE-PO,有针对性地处理云南某企业的煤化工高浓废水。用GC-MS检测了处理前后废水中的有机物种类,并与工业应用广泛的甲基异丁基酮萃取剂(MIBK)萃取体系进行对比。预处理后废水中的化学需氧量(COD)、总酚、氨氮(NH4+?N)、有机物的吸光度(UV254)平均脱除率分别为77.69%, 90.45%, 97.10%和82.19%,去除了大部分有毒污染物,废水的可生化性显著提高。处理后废水中的有机物种类从原水中的101种减至74种,展现了该技术在处理有毒物质方面的优势。经生化和深度处理,废水COD从31000~37000 mg/L降至100 mg/L以下,UV254从197 cm?1降至0.5 cm?1,可直接排入污水厂,运行成本不超过10元/t。IPE-PO萃取剂酚油协同共萃解毒技术在煤化工废水处理上是一种可行且高效的预处理方法。
2019 Vol. 19 (S1): 81-92 [摘要] ( 226 ) HTML (1 KB)  PDF (914 KB)  ( 67 )
93 粗四氯化钛有机物精制除钒尾渣提钒技术
孙朝晖 李明 高官金 李良
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219195
从四氯化钛有机物精制除钒尾渣中提钒并制备V2O5产品,研究了精制除钒尾渣焙烧温度、浸出剂加入量、液固比、浸出温度、浸出时间对尾渣中钒转化和溶出率的影响。结果表明,焙烧温度大于600℃时,可高效脱除精制除钒尾渣中的碳和氯(?0.1%),且低价钒被氧化为高价,钒主要以V2O5形式存在。对焙烧后的尾渣以Na2CO3水溶液为浸出剂,液固比6 mL/g及80℃下浸出60 min,钒浸出率为85.5%,浸出液仅含少量Si, Al, Ti杂质,以NH4+:V=2.5:1(摩尔比)直接加铵盐沉钒,得到NH4VO3,经干燥、煅烧制得V2O5产品,可满足99级粉钒指标要求,全流程钒收率为75%。
2019 Vol. 19 (S1): 93-98 [摘要] ( 270 ) HTML (1 KB)  PDF (761 KB)  ( 108 )
99 钒化工冶金固废资源化清洁利用
李兰杰 赵备备 高明磊 耿立唐 白瑞国 柳朝阳 王新东
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219208
采用整体化增值利用、多组元高效提取、末端无害化处置的策略,通过关键核心技术创新和集成,开发了具有产业化价值的低成本、高效钒化工冶金固废资源化清洁利用技术集成体系。提钒尾渣通过亚熔盐技术高效提钒后,渣中的钒含量(以V2O5计)降低至0.2wt%以下,铁含量(以Fe2O3计)富集至60wt%以上;再经钙化脱钠后终渣中钠含量(以Na2O计)低于2wt%,可大比例替代低钒高品位铁精矿用于配矿烧结,配矿量由原来的20 kg/t提高至60 kg/t。将块状、粉状铬泥通过添加有机粘结剂和65碳化硅做成球骨架,加工成粒径5?30 mm的球状物并烘烤,加入炼钢工序,所制钢筋的屈服和抗拉强度均比常规工艺高,对钢筋性能提高有一定作用。采用钒酸铁部分替代V2O5冶炼钒铁技术上可行,1 t钒酸铁可代替209 kg V2O5,钒铁消耗0.2 t,钒回收率在90%以上,并生产出A级50钒铁产品。50钒铁炉渣作为粘结配料可提高钒钛烧结矿强度,在回收利用渣中钒、镁、钙元素的同时,使钒钛烧结矿转鼓指数提高2%~4%。
2019 Vol. 19 (S1): 99-108 [摘要] ( 277 ) HTML (1 KB)  PDF (708 KB)  ( 111 )
109 微波烘焙预处理降解玉米秸秆
徐霞 吴云 赵勇 李宏强 彭敏 徐建
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219160
用微波可高效对生物质烘焙预处理,考察了不同微波烘焙过程对玉米秸秆主要组分的降解作用及酸、碱、甘油催化剂对纤维素转化效率的影响,并对预处理的玉米秸秆进行酶解实验。结果表明,单纯的微波预处理对玉米秸秆中主要组分纤维素、半纤维素和木质素均有强烈的转化作用。无催化剂微波烘焙后,样品中纤维素含量降低了30%。在微波烘焙中添加酸、碱、甘油催化剂,可选择性降解玉米秸秆中的半纤维素或木质素,有效提高预处理后玉米秸秆中的纤维素含量,添加NaOH后纤维素含量增加最明显,由33%增至42%,纤维素最高转化率达65%。
2019 Vol. 19 (S1): 109-114 [摘要] ( 223 ) HTML (1 KB)  PDF (889 KB)  ( 67 )
115 富氧燃烧方式下烟气中SO3和Hg的排放及控制研究进展
刘仕尧 黄家玉 罗锦洪 邓双 郭凤艳
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219176
富氧燃烧技术可有效控制温室气体排放,是一种具有应用潜力的节能减排技术。本工作系统总结分析了富氧燃烧方式下关键烟气组分(SOx, NOx, H2O, Cl2/HCl等)对SO3和Hg排放规律的影响及飞灰对烟气中SO3吸附去除和Hg富集规律的影响,提出了富氧燃烧方式下较优的具可行性的污染物协同控制技术建议,为富氧燃烧技术工业应用面临的污染物协同控制提供重要参考。分析了目前富氧燃烧方式下SO3和Hg排放规律及优化控制研究存在的问题,对未来的研究方向提出了建议。
2019 Vol. 19 (S1): 115-122 [摘要] ( 214 ) HTML (1 KB)  PDF (466 KB)  ( 63 )
123 生物柴油副产物粗甘油催化氧化脱水制备丙烯酸
陈小娜 何丹丹 陈志鹏 刘立成
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219196
用生物柴油副产物粗甘油催化氧化脱水制丙烯酸,该过程耦合了甘油脱水制丙烯醛和丙烯醛选择性氧化制备丙烯酸两步反应。结果表明,在甘油脱水反应中,使用Cs3PW12O40, P-ZSM-5和Co0.5H2PO4/SiO2等固体酸催化剂,可得到较高的丙烯醛收率(最高86.9%)。利用上述催化剂和MoVW基氧化催化剂,在脱水/氧化双催化剂床层构型反应器中,以甘油为原料合成丙烯酸的收率达50%~80%,直接加入粗甘油可获得相似的丙烯酸收率。
2019 Vol. 19 (S1): 123-128 [摘要] ( 206 ) HTML (1 KB)  PDF (577 KB)  ( 103 )
 
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