过程工程学报

本期封面和目录

过程工程学报. 2019, 19(4): 0.

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耦合粗粒化离散颗粒法和多相物质点法的气固两相流模拟

陈飞国葛蔚

过程工程学报. 2019, 19(4): 651-660. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218338

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在气固两相流动的模拟中严格处理颗粒运动和颗粒相互作用时，欧拉?拉格朗日(EL)方法比欧拉?欧拉(EE)方法更具优势。但传统的EL方法仅能处理少量颗粒。将颗粒群作为单个计算颗粒处理可扩大模拟规模，粗粒化离散颗粒法(CG-DPM)和多相物质点法(MP-PIC)是其中两种主要方法，分别更适用于稠密和稀疏的颗粒流体系统。将两种方法耦合建立了更通用、准确和有效的EL方法，比较了不同耦合参数下流型、固相分率分布等定量信息，确定了最佳耦合参数。

柜式空调微通道蒸发器换热性能测试

鲁进利刘亚进韩亚芳池帮杰钱付平

过程工程学报. 2019, 19(4): 661-667. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218313

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设计并搭建了柜式空调用微通道蒸发器的性能实验测试平台，测试了微通道蒸发器扁管进出口端温度分布及蒸发器进出口温差、压差、输入功率、制冷量和系统能效比随环境舱温度(18~23℃)升高的变化，并与常规管翅式蒸发器进行了对比。结果表明，微通道蒸发器具有较好的制冷剂流量分配特性，提高了空调出风口温度分布均匀性；由于微通道蒸发器制冷剂充注量低于管翅式蒸发器，且流程也相对缩短，相同工况下，微通道蒸发器进出口压差比管翅式蒸发器降低了33.9%，输入功率降低了4.12%，制冷量提升了2.95%，系统能效比最高提高了6.69%。

螺带式混凝土搅拌机混合特性及DEM模拟

廖泽楚高伟刘磊姜胜强谭援强

过程工程学报. 2019, 19(4): 668-675. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218307

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采用离散单元法模拟新拌混凝土于搅拌机中的混合过程，研究了双筒螺带式混凝土搅拌机的混合效率。用Hertz-Mindlin with JKR接触方法建立新拌混凝土离散元模型，模拟了坍落度实验、L箱实验和流变仪实验，将模拟结果与实验结果进行对比，校准模型参数，采用混合系数定量研究了不同初始装填方式下搅拌机的混合效率。结果表明，采用上下装填方式时搅拌机混合效率较高；对任一初始装填方式，左部区域与右部区域、前部区域与后部区域间混合效率无明显差别，而上部区域混合效率比底部区域高，底部出料口处存在搅拌盲区，采用舍弃初始出料的方法可提高新拌混凝土性能。转速较高时混合效率较高，相同旋转圈数时，混合效率基本相同。

微曝氧化沟气液两相传质模型构建及传质影响因素分析

刘凤霞李永强许晓飞董鑫刘志军

过程工程学报. 2019, 19(4): 676-684. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218305

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基于ANSYS Fluent软件建立了微曝氧化沟气–液两相流动和溶解氧输运模型，对比不同工况下氧体积传质系数的实验测量值和模拟结果，误差在7%以内。采用验证可靠性的模型模拟研究了气泡直径、曝气量和横向流动速度对微曝氧化沟内氧传质的影响。结果表明，气泡直径由1.5 mm增至3 mm时，氧体积传质系数由15.80 h?1降低至5.83 h?1；曝气量由0.5 m3/h增大至2 m3/h时，氧体积传质系数由4.21 h?1增至14.15 h?1，减小气泡直径和增大曝气量能明显提高氧体积传质系数。微曝氧化沟内气–液相间传质及溶解氧的分布受横向流动影响，开启单台和两台推流泵时，氧体积传质系数分别比无横向推流工况增大27.7%和42.4%，横向流动能有效提高气泡羽流内的气含率，增强氧传质效果。

气淬高温熔渣颗粒运动和换热特性的数值分析

范一鸣王景甫

过程工程学报. 2019, 19(4): 685-692. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218292

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建立了高炉渣颗粒运动与换热过程的数学模型，利用FORTRAN语言编写程序，通过四阶Runge?Kutta方法求解其动力学和传热方程，计算时充分考虑熔渣与冷却空气主要热物性参数随温度的变化，采用温度回升法计算熔渣凝固过程释放的潜热，提出在气淬空气中添加喷雾强化熔渣冷却，考察了渣粒尺寸对换热过程的影响。结果表明，飞行过程中渣粒速度受气淬空气影响先增大后减小；温度降低趋势随运动距离增加而减小，主要受对流换热系数影响，凝固过程持续时间较短；喷雾使渣粒在飞行过程中整体冷却速率明显升高，最终温度明显降低，而对熔渣的运动影响较小；相同初始工况下，熔渣粒径越小，运动越易受流场影响，渣粒整体冷却速率较高，换热效果越好。

缠绕管式换热器的CFD优化

张旭李明凯陆平白芳周川华超

过程工程学报. 2019, 19(4): 693-703. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218262

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用ANSYS CFX软件采用基于有限元的有限体积法对简化的缠绕管式换热器的壳程流动进行模拟，考察管束导程和壳程流速等参数对缠绕管式换热器壳程流体流动特性的影响。结果表明，减小缠绕管束的导程可提高壳程流体的湍流程度，增强壳程流体的均匀程度，减少温度死区并提高换热效率，减小同一截面不同区域的压力差，进而减小因流场不均匀而对管束产生的破坏性应力。提高壳程流速可增强换热，但会增加壳程压降。

直接接触沸腾换热过程连续相特征提取及分布规律

熊文真徐建新黄峻伟

过程工程学报. 2019, 19(4): 704-713. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218229

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利用支持向量机(SVM)理论构建了有机工质?导热油直接接触沸腾换热过程连续相特征提取方法，获得了导热油和气泡群两相流流型的拓扑结构。对9组正交实验工况获得的两相流图像分别进行连续相特征提取和同调群计算，得到量化连续相数量的1维和0维贝蒂数?1和?0用于粗略估计气泡群数量，并与传统数字图像处理方法的结果比较，对比了换热效率较好和较差情况下形态学开运算对SVM方法的影响，建立了两相流贝蒂数演化规律与换热效率的关联性，比较了传统方法获得的气泡群数量和SVM方法获得的连续相“洞”的数量的演化规律。结果表明，SVM结合贝蒂数方法不仅可准确量化导热油连续相，且可粗略地表征气泡分散相；L6工况(连续相导热油液位高度Z=0.5 m、初始换热温差?T=120℃、分散相工质流率U0=0.04 m/s、连续相导热油流率Uc=0.15 kg/s)下连续相数量变化几乎重叠，相对波动较小，而L4工况(Z=0.5 m, ?T=80℃, U0=0.06 m/s, Uc=0.3 kg/s)下连续相数量偏离程度较大；SVM方法获得的连续相和气泡群个数演化曲线同步，且混合时间相同，?1和?0中位数偏离程度的局部最小值可作为性能指标之一，通过实验验证可优选出换热效果最好的工况。

颗粒活性炭载纳米零价铁去除水中的Cr(VI)

刘剑黄莉彭钢易正戟

过程工程学报. 2019, 19(4): 714-720. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218294

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以Fe2+溶液为原料、NaBH4为还原剂，采用传统液相还原技术合成了颗粒活性炭(GAC)载纳米零价铁(nZVI)复合材料GAC-nZVI，用扫描电镜对GAC-nZVI进行表征，通过间歇实验考察了其对去除Cr(VI)的影响。结果表明，GAC能阻止nZVI颗粒聚集，合成的GAC-nZVI能有效去除水中的Cr(VI)。在Cr(VI)初始浓度50 mg/L、温度40℃和pH=2.0、投加GAC-nZVI 3.0 g/L的条件下反应5 min，Cr(VI)去除率为99.4%。pH=2.0?4.0时，处理后水中总铬浓度均低于1 mg/L，表明残留少量Cr(III)。随pH值和Cr(VI)浓度增加，Cr(VI)去除率降低；随反应温度和GAC-nZVI投加量增加，Cr(VI)去除率增加。准一级动力学模型可用于描述Cr(VI)的去除过程。相同条件下，GAC-nZVI去除Cr(VI)的反应速率常数达0.19797 min?1，为原颗粒活性炭反应速率常数0.0023 min?1的86倍。随pH值降低或反应温度和GAC-nZVI投加量增加，反应速率常数增加。

红土镍矿浸出液除杂制备氢氧化镍

聂超群王旭滨李博魏永刚王华

过程工程学报. 2019, 19(4): 721-727. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218309

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以低品位硅镁型红土镍矿硫酸浸出液为原料，用黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]除铁、NaF除镁、中和沉镍，考察了不同因素的影响。结果表明，添加4 mL/L双氧水对浸出液氧化预处理、用Na2SO4为除铁钠源、控制溶液pH为1.6?2.2、反应时间1.5 h的条件下，铁去除率达92.1%，镍损失率为6.7%，滤渣主相为Na2Fe6(SO4)4(OH)12；除铁后滤液用NaF除去镁离子，最优条件为搅拌速率300 r/min、溶液pH=5.5?6.0及NaF 用量25 g/L，镁去除率达90.9%，镍损失率为6.8%；除杂后净化液用中和水解法提镍，在室温下添加8 g/L NaOH为沉镍剂，中和沉镍提取率达95.1%，得到纯度99.5%的Ni(OH)2产品，镍的综合回收率为82.70%。

大孔树脂吸附法提取羟基钴胺素

杨军王自强王云山张万忠苏志国

过程工程学报. 2019, 19(4): 728-734. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218311

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比较了8种大孔树脂对费氏丙酸杆菌发酵提取液光解转化后形成的羟基钴胺素的吸附性能，考察了上柱料液pH值对吸附量的影响，分析了不同浓度和pH下乙醇溶液作为洗脱剂的解吸情况，研究了上柱速率对吸附量和解吸率的影响。结果表明，静态实验中，LX-50B型大孔树脂对羟基钴胺素的吸附性能最好，当上柱溶液pH为6时，LX-50B树脂饱和吸附量最高，为203.87 mg/g。用pH为2的60%乙醇溶液作洗脱剂时解吸效果最好，羟基钴胺素提取液以2 BV(床柱体积)/h速度上柱吸附饱和，用60%乙醇溶液以0.5 BV/h速度洗脱后，羟基钴胺素浓度提高至1863.32 mg/L，为原提取液浓度的35倍，纯度由0.38%提升至15.73%，提取纯化效果良好。

LF精炼废渣水热浸出过程中主要矿相的溶解行为

何环宇侯巍巍刘虹灵李杨

过程工程学报. 2019, 19(4): 735-741. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218325

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通过水热浸出实验分别研究了精炼废渣及合成的废渣中2种主要单一矿相12CaO?7Al2O3和2CaO?SiO2的溶解行为，并将二者进行对比分析，探究了LF精炼废渣在水热浸出过程中的溶解行为。结果表明，废渣浸出过程中浸出液的pH?12，且随浸出时间增加，电导率和Ca浓度增加，Al浓度急剧下降，Si浓度低于0.1 mg/L且保持不变；12CaO?7Al2O3浸出过程中，随时间增加，浸出液pH值稳定在约11.3，浸出液中Al浓度增加，Ca浓度略微下降。2CaO?SiO2浸出液中主要为Ca2+，Si浓度低于0.6 mg/L；废渣与单一矿相浸出过程的pH值及Al, Si浓度较接近，可以通过单一矿相的溶解行为研究精炼废渣在水热浸出过程中的溶解行为，但废渣浸出液的Al和Si浓度均低于单一矿相，表明废渣中CaO等其它组分溶解抑制了12CaO?7Al2O3和2CaO?SiO2溶解。

辐射管退火炉厚带钢温度场的模拟

曾曦灿戴方钦郭悦潘卢伟柯江军巫嘉谋雷远胜李运成

过程工程学报. 2019, 19(4): 742-749. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218324

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针对连续热镀锌生产线辐射管退火炉工艺段，以能量平衡为基础，采用三元法建立了炉气、炉壁、辐射管表面和带钢表面的能量方程组，屏蔽了模型段间能量交换，以加速计算效果，满足实际动态调整需要。针对厚带钢引入内部导热方程，通过与带钢表面热流耦合，采用显格式有限差分法求解带钢内部及炉内温度场，结果与现场检测值基本一致，验证了模型的正确性。在追求最高生产效率的假设条件下，离线模拟得到优化工艺参数。结果表明，来料带钢厚度为2 mm时匹配运行速度达到传动机限速200 m/s。安全运行条件下，加热一段开启尽可能大燃料流量，约为255~260 L/min，二段通过适当减小流量使产品升温同时缩小截面温差并提高燃料利用率，2 mm带钢对应最小温差0.18℃，二段燃料流量降至174 L/min，对应最小单位能耗1049 L/t，5 mm带钢对应最大温差0.60℃，二段燃料流量为230 L/min，对应最大单位能耗1071 L/t。

带钢保护气氛循环喷射冷却热工过程的数值模拟

陈平安戴方钦郭悦潘卢伟柯江军巫嘉谋雷远胜李运成

过程工程学报. 2019, 19(4): 750-758. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218285

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对带钢保护气氛循环喷射冷却热工过程建立了一维非稳态传热模型，采用有限差分计算方法计算了带钢的温度场，确定了带钢在不同厚度、初始温度及运行速度下所需的综合换热系数，考察了喷箱的结构参数和循环冷却介质的物性参数对带钢出口温度的影响。结果表明，不同厚度的带钢在满足性能要求及安全的条件下，存在最大运行速度，厚度超过3 mm的带钢的断面温差对带钢性能的影响不能忽略；带钢出口温度会随带钢至喷孔板距离(?)与喷孔直径(D)的比值增大而增大，但增大速率随?/D增加逐渐变小。喷孔间距(?n)与喷孔直径的比值存在最佳范围，且与?有关，因此在实际设计喷箱结构时，不仅需考虑?n/D的最佳值，还需结合?综合考虑；冷却介质(H2+N2)的温度每升高10℃，带钢出口温度增加约3℃。带钢出口温度随冷却介质中氢气含量及流速增加而减小，但减小速率随二者增加而逐渐减小。现场应用结果表明，带钢出口温度的模拟值与实测值吻合较好，误差约为3.4%，满足应用要求。

铜熔渣喷吹地沟油还原贫化

戴广平石瑀周世伟李博魏永刚

过程工程学报. 2019, 19(4): 759-766. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219114

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以地沟油为生物质还原剂，高温裂解后对铜火法冶炼铜渣进行还原贫化。结果表明，地沟油裂解产物主要是C, H2, CO和CH4等还原性小分子物质，1373, 1473和1573 K下裂解积碳的转化率分别为78.36%, 79.83%和80.07%，因此地沟油高温裂解时碳元素主要以积碳形式存在。热力学计算发现，高温下裂解产物均有良好的还原Fe3O4的活性，用地沟油替代传统化石类还原剂还原铜渣中磁性铁在热力学上是可行的。以N2为载气不仅有利于高温下地沟油顺利喷入铜熔渣中，且通过动量传递起到搅拌熔渣的作用，增大了微小铜滴碰撞聚集长大的机会。在熔炼温度1573 K、载气流量3 L/min、地沟油喷吹量2.055 mL/min、喷吹时间4 min、沉降时间50 min的最优还原贫化条件下，铜渣中Fe3O4含量从33.40wt%降至1.60wt%，含铜量从4.49wt%降至0.49wt%，渣中Fe3O4相转变为2FeO?SiO2相。根据Einstein?Roscoe方程分析，渣中Fe3O4含量减少有利于降低熔渣粘度，改善铜滴的沉降条件。继续增加地沟油喷吹时间沉降金属中杂质含量增加；沉降时间过长时，由于铜渣对铜的机械夹带和化学溶解作用，沉降效果不会更好。实验的铜回收率达89.09%。

义眼台用羟基磷灰石的制备和性能

时振领杨梅金泉毛丹徐楠于然波

过程工程学报. 2019, 19(4): 767-774. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218306

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采用均相共沉淀法直接合成了高纯度羟基磷灰石粉体，通过改变反应物加入方式和反应时间调控粉体形貌和组成，分析了体系pH值对产物纯度的影响；以硅溶胶为粘结剂、尿素为造孔剂，室温下压制成型，高温烧结制备了孔隙度高、力学性能良好的多孔羟基磷灰石块体，考察了粉体粒径、造孔剂含量对孔隙度和抗压强度等性能的影响。结果表明，纳米粉有利于块体成型，随造孔剂含量增加，块体密度减小、孔隙度增加，当羟基磷灰石与尿素质量比为1.5:1时，孔隙度达69%，抗压强度达8 MPa，满足义眼台应用需求。

折叠滤芯气液过滤性能测试及优化

陈景姬忠礼刘震

过程工程学报. 2019, 19(4): 775-782. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218301

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采用聚结型滤芯气液过滤性能实验装置，研究了油雾加载率和表观过滤速度对折叠滤芯过滤性能的影响及涂覆粘合剂对折叠滤芯过滤性能的优化作用。结果表明，涂覆粘合剂后，滤材抗张力强度明显增大，滤材孔径减小。随油雾加载率增大，滤芯过滤层液体运移通道数增加，通道压降升高。初始压降随表观过滤速度增加而升高。粘合剂主要凝固在渗透性低的区域，压降变化较小。表观过滤速度增加抑制了二次夹带，折叠滤芯过滤效率升高，而由于粘合剂脱落，涂覆粘合剂的滤芯过滤效率下降。表观过滤速度为0.10 m/s时，随油雾加载率增大，聚结在滤材表面的粘合剂抑制夹带，滤芯过滤效率升高。

高铝矾土改性对稻草热解与气化特性的影响

王金德裴海鹏金保昇戴昕孙漪清

过程工程学报. 2019, 19(4): 783-791. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218317

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在固定床中研究了高铝矾土改性剂及其浓度和反应温度对稻草热解产气特性的影响，选取固定床中最佳实验条件，在流化床中研究了改性高铝矾土床料对稻草气化特性及焦油产率的影响。结果表明，不同物质改性的高铝矾土对稻草热解产气特性的影响不同，4种物质提高稻草热解产气能力的顺序为CaCl2<Fe(NO3)3<CuCl2≈Ni(NO3)2。增加CuCl2改性剂浓度，其在高铝矾土上的有效负载量成倍增加，稻草热解产气量也增加，热解气低位热值由2.93 MJ/Nm3提高至3.89 MJ/Nm3；反应温度提高对改善稻草热解产气组分有促进作用，800℃下CO, H2和CH4产量分别比650℃下增加40.6%, 110.8%和70.0%，热解气低位热值从1.74 MJ/Nm3升至4.09 MJ/Nm3。改性高铝矾土提高了稻草气化产气量，减少了焦油含量，焦油含量从27.01 g/m3降至20.09 g/m3，气化产气低位热值由3.74 MJ/Nm3升至4.28 MJ/Nm3，气化率由28.25%提升至34.51%。

丙氨酸热解反应机理

刘亮蔡宜捷田红夏辉曹亚

过程工程学报. 2019, 19(4): 792-800. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218296

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选取丙氨酸为含氮模型化合物，用密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31+G(d, p)基组对丙氨酸高温热解过程进行量子化学模拟计算，设计了三条初反应路径与一条次反应路径，对每条反应路径中的反应物、过渡态、中间体及产物进行几何结构优化和频率计算，分析热解机理。用热重和红外光谱对热解实验释放的含氮气体进行分析，验证模拟结果的正确性。结果表明，初反应是两个丙氨酸分子通过缩合反应脱去水分子生成丙?丙二肽，丙?丙二肽通过缩合反应生成2,5-二酮哌嗪类化合物(DKPs)，此路径焓变值小且反应所需活化能最少，为主反应。约290℃时，NH3产率最大，400~450℃时HCN生成量增加，丙氨酸裂解主要的含氮气体产物是HCN, NH3和HNCO，实验所得含氮气体产物与计算结果一致。

土壤杆菌-毕赤酵母耦合培养直接生产热凝胶低聚糖

李菲菲金树霞朱莉詹晓北赵玥刘丽萍高敏杰

过程工程学报. 2019, 19(4): 801-808. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218319

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为提高热凝胶低聚糖生产效率，构建了土壤杆菌?毕赤酵母耦合培养体系，其中土壤杆菌代谢产物热凝胶可被毕赤酵母分泌的内切-?-1,3-葡聚糖酶利用直接生产热凝胶低聚糖。用基于不同启动子(AOX1, GAP, FLD)调控的毕赤酵母重组菌株分泌表达内切-β-1,3-葡聚糖酶BGN13.1a，验证其均能有效水解热凝胶得到热凝胶低聚糖。在此基础上，选取GAP启动子调控的毕赤酵母工程菌与土壤杆菌耦合培养，通过设计两种物种之间的共生关系实现稳定共培养并生产聚合度为17?22的热凝胶低聚糖，产量为4.278 g/L。

高分散稳定纳米金刚石润滑油的制备及其摩擦学性能

李川吴凯吴波凤维民胡献国

过程工程学报. 2019, 19(4): 809-816. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218327

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为了改善纳米金刚石颗粒(NDPs)在抗磨液压油(AHO)中的分散性，制备了酸氧化?高温热处理的NDPs (T-NDPs)，将其与添加剂(油胺、聚异丁烯丁二酰亚胺T154和高碱值合成磺酸钙T106)混合后加入AHO中，制得含T-NDPs的AHO。用FESEM及Zeta电位仪、FT-IR和静态沉降法对其分散性进行表征，用四球摩擦磨损试验机、3D激光扫描显微镜和SEM/EDS对含T-NDPs的AHO的摩擦学性能和磨痕区域进行了分析。结果表明，酸氧化?高温热处理后，NDPs的平均粒径从270.2 nm降至153.5 nm，吸附添加剂后的T-NDPs的平均粒径为101.5 nm，添加剂可提高T-NDPs的油溶性并抑制其团聚，因而含T-NDPs的AHO具有良好的分散稳定性；T-NDPs含量为0.04wt%时，AHO的摩擦系数和磨斑直径比不加T-NDPs时分别降低13.2%和17.8%；T-NDPs作为润滑添加剂的减摩抗磨功效归因于其在摩擦界面起到支撑和滚动轴承的作用及在摩擦副表面参与润滑膜形成。

苦卤合成碱式硫酸镁晶须及后序分离工艺

白雪郭宏飞陈学青赵斌曹吉林

过程工程学报. 2019, 19(4): 817-825. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218328

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用苦卤与工业液碱NaOH水热反应合成碱式硫酸镁(MOS)晶须，考察了原料配比、反应温度、液碱浓度及反应时间对液相组成和产品形貌的影响，用XRD和SEM等手段对产品进行表征，并对反应后母液进行钾盐和钠盐分离。结果表明，适宜的MOS合成条件为Mg2+与OH?摩尔比1:1.5及NaOH浓度4 mol/L、反应温度200℃、反应时间7 h。合成晶须后的母液按Mg2+与OH?理论摩尔比1:2反应，使母液中Mg2+完全转化为Mg(OH)2晶体。除镁后母液根据0和25℃时Na+, K+//Cl?, SO42??H2O四元体系相图、25和100℃时NaCl?KCl?H2O三元体系相图，通过蒸发浓缩结晶和低温结晶分离出NaCl, Na2SO4?10H2O和KCl。

MoSi₂和(Mo,W)Si₂涂层的宽温域氧化过程

毛绍宝杨英李海庆张世宏

过程工程学报. 2019, 19(4): 826-835. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218310

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采用包渗法在Mo及Mo?W基体上分别制备MoSi2及(Mo,W)Si2涂层，研究了W掺杂对MoSi2涂层抗氧化性能的影响规律和作用机理。结果表明，W元素固溶到MoSi2涂层中，形成(Mo,W)Si2固溶体，涂层微观结构更加致密化。在1600℃高温下静态氧化，(Mo,W)Si2涂层抗氧化失效时间长达70 h，1200℃下氧化1000 h仍具有良好的防护性能，抗氧化性能大幅提升。加入W元素阻碍了Si元素与基体间的扩散反应，降低了涂层中Si元素的消耗速率，显著增强了(Mo,W)Si2涂层抗高温氧化性能。在500℃低温下静态氧化50 h，与MoSi2涂层相比，(Mo,W)Si2涂层氧化产生明显的“Pest”现象，涂层严重粉化失效。加入W元素降低了涂层中Si元素的扩散速率，导致低温下涂层表面无法形成致密氧化层，加剧涂层的快速氧化。

两段式气流床氧/煤比对干煤粉气化特性的影响

王力军徐凌锋杜晓成

过程工程学报. 2019, 19(4): 836-844. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218303

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基于Eulerian?Lagrangian方法建立了两段式干煤粉气流床的三维CFD计算流体动力学模型，利用均相与非均相多步化学反应动力学确定煤气化反应，用k??模型描述气相湍流流动，用随机轨道模型追踪煤粉颗粒的运动轨迹，模拟了气流床内的煤气化过程。在氧/煤质量比为0.9, 1.0和1.1时，基于文献实验条件对不同反应机理进行数值模拟，通过结果对比获得最佳反应机理。考察了氧煤比为1.0时上下两阶段煤/氧比对煤气化特性的影响。结果表明，选用焦炭和挥发物完全燃烧反应、忽略CO参与气相燃烧反应的反应机理(Case E)的模拟结果与实验数据非常吻合，误差小于2%。当一级喷嘴(A?A水平)煤和氧化剂喷入量达到并超过给煤量和进气量的50wt%时，合成气组分、碳转化率和有效成分等气化炉总体性能指标较好。在一级喷嘴喷入70wt%煤和60wt%氧气时碳转化率最大，为99.6%，一级喷嘴喷入50wt%煤和50wt%氧气时合成气组分最佳，最大合成气产率为78.24mol%。

超重力强化干法脱硝制氨工艺

何辉祁贵生刘有智郑奇任慧云

过程工程学报. 2019, 19(4): 845-852. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218289

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将超重力法氨水吹脱制氨技术用于选择性催化还原(SCR)脱硝工艺(需氨5vol%~10vol%)，以空气?氨水为实验体系、旋转填料床为吹氨设备，考察了进气温度、超重力因子、气液体积比在装填不同填料时对脱氨率和产氨率的影响规律。结果表明，处理气量为4~10 m3/h时，丝网和乱堆两种不锈钢填料的吹脱率均随进气温度、超重力因子和气液体积比增大而增大；产氨率随进气温度和超重力因子增大而增大，随气液体积比增大而降低，产氨率达10%以上，与SCR法所需浓度一致，表明超重力氨水吹脱所制氨浓度可用于SCR脱硝。处理气量为50?700 m3/h时，吹脱浓度1wt%的氨氮废水，产氨率最大为3.0%。虽不满足SCR脱硝要求，但可将氨氮废水吹脱和氨水吹脱工艺相结合，节约氨水消耗量。

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