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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
 
2013年 13卷 2期
刊出日期:2013-04-20

过程与工艺
材料工程专栏
流动与传递
生化工程专栏
系统与集成
反应与分离
 
       流动与传递
181 分解炉内混煤燃烧最佳三次风速的模拟研究
徐顺生 李罗军 黄日升 邓波 张丽娜 石永彬
DOI:
针对某公司5500 t/d三喷腾分解炉内混煤燃烧效果不佳的问题,利用FLUENT软件,采用二步竞争反应模型及二混合分数方法,对炉内不同三次风速下的速度场、温度场及组分场进行模拟研究,得到了三次风对混煤燃烧的影响规律,并对模拟结果进行了验证. 结果表明,二混合分数方法模拟结果符合混煤在分解炉内的实际燃烧情况;三次风速为26 m/s时,混煤的主要燃烧区域占分解炉的2/3,煤粉燃烧的最高温度为1940 K,煤粉的燃烬率为95.45%,分解炉内的温度分布满足生料分解的要求,避免了结渣.
2013 Vol. 13 (2): 181-185 [摘要] ( 659 ) HTML (0 KB)  PDF (478 KB)  ( 159 )
186 旋流气浮中气泡-颗粒碰撞效率影响因素理论分析
韩严和 陈家庆 桑义敏 阮修莉 王春升 王建文 张明
DOI:
在旋流气浮接触区碰撞模型基础上,通过理论计算考察了物性、运行和结构参数对分散相颗粒/油滴与气泡碰撞效率的影响. 结果表明,物性参数中的分散相粒径与密度、运行参数中气泡直径与切向速度和结构参数中等效旋流直径对碰撞效率影响较大. 在旋流气浮工艺中,碰撞效率随分散相粒径增大而增大,但随气泡直径和分散相颗粒/油滴密度增大而减小;分散相粒径小于0.02 mm时,碰撞效率随切向速度增大而减小、随等效旋流直径增大而增大;分散相颗粒/油滴大于0.02 mm时,碰撞效率随切向速度增大而增大、随等效旋流直径增大而减小. 旋流气浮去除的主要是油滴大于0.02 mm的非溶解性油,因此,设备紧凑可提高气泡与分散相颗粒的碰撞效率,达到高效分离目的.
2013 Vol. 13 (2): 186-190 [摘要] ( 741 ) HTML (0 KB)  PDF (244 KB)  ( 123 )
       反应与分离
191 沉降炉中生物质热解产物的脱硝特性
杨武 汪印 宋扬 姚常斌 刘跃进 许光文
DOI:
利用连续沉降炉模拟白酒糟循环流化床解耦燃烧再燃区的反应气氛,研究各因素对半焦、焦油和热解气脱硝效率(比脱硝效率)的影响. 结果表明,反应温度由800℃升至1050℃,热解产物比脱硝效率均增大;半焦和焦油达到最佳比脱硝效率所需的停留时间为3.4 s;随反应气中NO浓度由400′10-6(j)增加到1000′10-6(j),热解产物比脱硝效率均呈降低趋势,但NO绝对还原量却呈增加趋势;随反应气中O2浓度增加,半焦比脱硝效率增大,热解气比脱硝效率降低,焦油比脱硝效率呈先增加后减少的趋势,在O2浓度为1.6%(j)时达最大,为60.1%. 在本研究的反应条件下,焦油比脱硝效率最好,热解气次之,半焦效果较差.
2013 Vol. 13 (2): 191-196 [摘要] ( 716 ) HTML (0 KB)  PDF (227 KB)  ( 139 )
197 液膜对不同酸度磷矿浸出液中稀土的提取
谢子楠 陈前林 赵丽君
DOI:
用浓盐酸溶解富含镧、铈等稀土离子的织金磷矿,得到含稀土离子的磷矿浸出液,以P204为载体、Span80或T154作表面活性剂、磺化煤油作溶剂、盐酸作内水相解析剂制成的乳状液膜对酸解液中镧、铈等稀土离子进行提取,考察了流动载体浓度、表面活性剂种类及浓度对稀土提取率的影响及磷矿浸出液中不同浓度稀土离子在不同酸度下的分离提取情况. 结果表明,液膜中最佳载体浓度为12%(j),最佳表面活性剂浓度为4%(j),随外水相pH值增大,液膜对稀土离子的提取率提高,外水相稀土离子浓度为100 mg/L,pH=1时,其提取率可达79.93%.
2013 Vol. 13 (2): 197-201 [摘要] ( 596 ) HTML (0 KB)  PDF (238 KB)  ( 104 )
202 石煤钒矿拌酸熟化浸出新工艺
万洪强 宁顺明 佘宗华 邢学永 封志敏
DOI:
对南方某石煤钒矿进行拌酸熟化浸出,考察了矿物粒度、加水量、硫酸用量、熟化温度、熟化时间及水浸工艺参数对钒浸出的影响,并研究了H2O在熟化过程中的行为. 得到最佳工艺流程和结果为:先将石煤钒矿磨至125 mm以下,加10%水润湿,再加入20%浓硫酸拌匀,140℃下保温熟化3 h,按液固比1.5 mL/g水浸2 h,钒浸出率达87.8%. 石煤矿物中含钒云母结构在熟化过程中被破坏,形成难溶的SiO2,浸出液中SiO2浓度为0.09 g/L,利于后续处理.
2013 Vol. 13 (2): 202-206 [摘要] ( 575 ) HTML (0 KB)  PDF (217 KB)  ( 296 )
207 生活污水处理中胞外聚合物对活性污泥絮凝沉降性的影响
马兴冠 纪文娟 江涛 薛向欣 杨合 傅金祥
DOI:
以模拟生活污水为原水,在室温下用一体式膜生物反应器研究了蛋白质、多糖、蛋白质与多糖含量比(P/C)及胞外聚合物(EPS)总量对活性污泥絮凝沉降性的影响,建立了各影响因素与浊度和容积指数(SVI)的二项式非线性回归方程,并分析了各组元与絮凝沉降性能的作用机理. 结果表明,EPS含量增大使活性污泥的絮凝沉降性能明显变差,与浊度和SVI的非线性相关系数(R2)分别为0.683和0.785;蛋白质和多糖含量增大导致浊度和SVI均呈增长趋势,活性污泥的絮凝沉降性能降低;P/C增大仅降低了活性污泥的絮凝性能. 结合DLVO理论分析认为,EPS及其组分对活性污泥絮凝沉降的作用机理是长程范德华引力和双电层重叠时静电斥力相互叠加后最终表现为引力的结果.
2013 Vol. 13 (2): 207-211 [摘要] ( 594 ) HTML (0 KB)  PDF (216 KB)  ( 310 )
212 内循环式泡沫浮选塔处理含铬废水
汪德进 沈文豪
DOI:
采用自制的内循环泡沫浮选塔处理含铬废水,考察pH值、Fe(NO3)3浓度、十二烷基硫酸钠(SDS)浓度、气体流量、分离时间等因素对分离效率的影响,并与常规泡沫塔比较. 结果表明,在12~35 min内,内循环式浮选塔分离效率更高,35 min时塔内铬离子浓度为0.6 mg/L,常规泡沫塔内铬离子浓度为10 mg/L. 内循环浮选塔最佳分离工艺条件为,对初始铬浓度为20 mg/L的废水,在pH 5.5、SDS 100 mg/L、Fe(NO3)3 60 mg/L、气体流量800 mL/min条件下处理效果最好,泡沫夹带率约为10%,Cr(III)脱除率可达97%以上.
2013 Vol. 13 (2): 212-216 [摘要] ( 566 ) HTML (0 KB)  PDF (251 KB)  ( 81 )
       过程与工艺
217 城市污水处理厂污泥制备活性炭过程中活化污泥的热解动力学
邵瑞华 房平
DOI:
研究了污水处理厂污泥在制备泥质活性炭过程中的热解机理,利用热重(TG)分析仪和非等温技术对活化污泥的热解动力学进行了系统研究,分别对活化污泥低温热解段和中温热解段热失重微分(DTG)曲线峰值前后求解极限动力学参数和热解机理函数,结合Flynn-Wall-Ozawa法和Coats-Redfern法,采用双外推法确定了活化污泥的最概然热解机理函数. 结果表明,低温热解段DTG曲线峰值前后两部分的极限动力学参数反应活化能E和频率因子A分别为Ea?0=32.53 kJ/mol, lnAb?0=4.37;Ea?0=39.7 kJ/mol, lnAb?0=3.94(a为样品转化率,b为升温速率);中温热解段DTG峰值前后两部分的极限动力学参数分别为Ea?0=130.24 kJ/mol, lnAb?0=19.10;Ea?0=150.14 kJ/mol, lnAb?0=17.13. 活化污泥热解机理满足四阶段热解机理模型,热解机理依次为Mampel-Power法则(n=1/3)、3级化学反应、2级化学反应、Mampel-Power法则(n=3/2).
2013 Vol. 13 (2): 217-223 [摘要] ( 618 ) HTML (0 KB)  PDF (247 KB)  ( 263 )
224 由伴生明矾石尾矿制备铝钾产品
秦鸣 赵伟 薛天艳 余志辉 赵宏欣 李洁 宋静 郭强 阮仁满 齐涛
DOI:
提出了伴生明矾石矿尾矿中温焙烧-低浓度酸浸处理工艺,尾矿经700℃焙烧3 h后,在液固比为6 mL/g,10%硫酸中90℃水溶搅拌3 h,Al和K浸取率分别达83%和93%. 通过自然结晶和蒸发结晶分别得到了明矾和水合硫酸铝晶体,出钒率超过20%,以氧化物记的明矾及水合硫酸铝的回收率均达到65%左右,初步实现了铝、钾产品的分离,在保持较高Al, K浸取率的前提下降低了能耗、酸耗.
2013 Vol. 13 (2): 224-229 [摘要] ( 606 ) HTML (0 KB)  PDF (293 KB)  ( 350 )
230 VOD精炼渣对Al2O3的溶解
苏丽娟 李光强 李伟 袁纲 李鹏 陈兆平
DOI:
通过测定旋转的Al2O3棒在CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2五元VOD精炼渣中的溶解速率模拟研究精炼渣吸收Al2O3夹杂物的速率,考察了各因素对其溶解速率的影响. 结果表明,该溶解过程的限制性环节为Al2O3向精炼渣基体的传质,Al2O3溶解速率随着旋转角速度的提高而增大,1600℃下,精炼渣碱度为4,Al2O3含量25%时,随着Al2O3棒的旋转角速度由100 r/min增大到200 r/min,其溶解速率由19.2′10-3 g/(cm2×min)增大到29.2′10-3 g/(cm2×min). 1600℃时,当精炼渣碱度由3增加到5,Al2O3溶解速率由30.7′10-3 g/(cm2×min)下降到9.4′10-3 g/(cm2×min). 升高温度、降低精炼渣碱度,有利于提高精炼渣吸收Al2O3的能力. 1600℃下精炼渣碱度为4时,Al2O3含量从15%增加到35%,Al2O3溶解速率从36′10-3 g/(cm2×min)下降到25.8′10-3 g/(cm2×min). 实验得出Al2O3溶解过程的表观活化能,精炼渣中Al2O3含量越高,Al2O3溶解过程的表观活化能越大.
2013 Vol. 13 (2): 230-235 [摘要] ( 549 ) HTML (0 KB)  PDF (330 KB)  ( 261 )
236 钒钛磁铁矿的煤粉还原过程
陈双印 郭鹏辉 储满生 郭鹏辉 韩元庭
DOI:
对煤粉还原钒钛磁铁矿过程中产生的铁氧化物和钛铁化合物进行热力学分析,得出工艺还原过程中的反应热力学数据,进一步采用高温炉在还原温度1350℃、配碳比1.0、还原煤粒度小于75 mm的条件下,考察还原时间对工艺指标的影响和还原过程,得出不同还原时间下产物的定量结果和物相成分. 结果表明,还原时间为60 min时,还原产物的全铁、金属铁、金属化率均达最大值,分别为68.60%, 65.81%和95.93%,钒钛磁铁矿中铁氧化物的还原过程为Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe,钛铁化合物的还原过程为Fe2TiO5→Fe2TiO4→ FeTiO3→FeTi2O5.
2013 Vol. 13 (2): 236-240 [摘要] ( 534 ) HTML (0 KB)  PDF (407 KB)  ( 329 )
241 铝厂污泥对低灰熔点气化型煤熔融特性的影响规律
林华锋 林荣英 林博 郑福宝
DOI:
研究了铝厂污泥在弱还原气氛下对福建建兴矿煤(JX)、永安矿煤(YA)和创宏矿煤(CH)熔融特性的影响,考察了添加铝厂污泥前后JX煤灰在不同热处理温度下的矿物组成变化. 结果表明,JX煤灰熔点低是1000℃以上形成低温共熔物引起的;加入铝厂污泥作为阻熔剂可提高JX煤灰的熔融温度,添加量达6%(w)时(以煤灰基计),可使JX煤灰软化温度提高到1250℃以上,满足气化炉固态排渣对灰熔点的要求;加入阻熔剂后,在1000℃以上JX煤灰内形成了莫来石,莫来石在灰渣中起骨架作用,并延缓低温共熔物形成,从而提高了灰熔点.
2013 Vol. 13 (2): 241-245 [摘要] ( 596 ) HTML (0 KB)  PDF (479 KB)  ( 222 )
246 含铬物料铁浴碳氢还原的实验研究
付辉龙 牛帅 陈文彬 洪新
DOI:
对低品位铬矿和不锈钢粉尘进行铁浴熔融还原,研究了底吹H2对还原效果的影响. 结果表明,在合适的还原条件下,含铬物料还原效果良好,铬收率达97%以上,且终渣残铬均低于0.1%;底吹H2可加速反应进程.
2013 Vol. 13 (2): 246-249 [摘要] ( 526 ) HTML (0 KB)  PDF (206 KB)  ( 299 )
       系统与集成
250 多原料生物质燃料乙醇生产系统优化
张志强 胡山鹰 陈定江 沈静珠 杜风光 李鹏
DOI:
以利用小麦、玉米、木薯等多种原料生产燃料乙醇的系统为研究对象,针对存在的原料成本、产品价格、补贴政策、化石能源市场等诸多因素不断变化影响效益的问题,从原料结构优化、工艺参数优化、生产方案选择等关键角度,建立了燃料乙醇生产的全流程优化非线性规划模型,提出了影响系统效益的三个主要问题. 原料结构优化结果表明,经模型优化后系统单月利润平均可增加5%~8%;在某一原料如小麦价格不断上涨时,可在满足生产工艺和产品品质要求的前提下用其他低价原料如木薯代替. 产品路线优化结果表明,沼气价格从0.6 ¥/m3逐步增加时,企业应根据价格变化逐步调整各产品产量,以保证整体效益最大化,超过1.3 ¥/m3时,则没有必要再利用沼气发电,可直接销售. 该模型有助于解决实际生产中的决策问题及多原料多产品的生物质能源企业提高整体效益、合理安排生产.
2013 Vol. 13 (2): 250-256 [摘要] ( 734 ) HTML (0 KB)  PDF (256 KB)  ( 338 )
257 基于元模型的过程系统优化
李奇 姬忠礼 马利敏
DOI:
应用均匀实验设计和支持向量机方法构建复杂过程系统的经验模型(元模型),并将其作为适应度函数与遗传算法结合,建立了该系统的优化方法. 该方法只需采用少量仿真模型计算数据便可建立复杂过程系统的元模型,可显著降低复杂过程系统模型的计算过程,便于复杂过程系统的优化. 将该方法用于普光高含硫天然气净化装置全流程操作参数优化,在操作参数优化空间内均匀选取10个实验点,建立了净化装置全流程元模型,其预测值的相对误差小于4%. 优化结果表明,在优化操作点,净化装置有效能效率提高了6.6%.
2013 Vol. 13 (2): 257-263 [摘要] ( 674 ) HTML (0 KB)  PDF (246 KB)  ( 107 )
264 低温甲醇净化合成油尾气重整气的模拟分析
张泳建 李忠 孟凡会 郑华艳
DOI:
根据低温甲醇净化工艺流程,利用Aspen Plus软件建立了费托合成油尾气重整气的低温甲醇净化过程的数学模型,获得了净化气流量、各组分体积分数等关键参数,并与实际数据对比,二者相互吻合. 采用灵敏度分析方法进行了分析优化,结果表明吸收塔装置处理负荷可提高8.84%. 当吸收塔负荷不变、且净化气出口CO2的体积分数低于0.5%时,贫甲醇液的温度控制范围为-44~-41℃,吸收塔贫甲醇液量和热再生塔的蒸馏速率分别降低了11.96%和9.55%,净化过程总能耗下降9.43%.
2013 Vol. 13 (2): 264-269 [摘要] ( 681 ) HTML (0 KB)  PDF (326 KB)  ( 117 )
270 METSIM在亚熔盐法钒渣清洁生产工艺流程设计中的应用
吕页清 郑诗礼 王少娜 杜浩 张懿
DOI:
采用METSIM软件对亚熔盐法钒渣钒铬共提高效清洁生产工艺进行了物料衡算和能量衡算,得到5股出口物流的基本物流信息,包括所含物质及其各自质量流量,其中,钒主要存在于钒酸钾晶体中,质量流量为298.4 t/a,铬主要存在于铬酸钾晶体中,质量流量为64.3 t/a. 同时针对本工艺能耗偏高、热利用率低的问题,采用夹点技术对其进行了换热网络优化. 热交换网络经优化后,可使热公用工程及冷公用工程用量分别减少97.5%和16.9%.
2013 Vol. 13 (2): 270-274 [摘要] ( 710 ) HTML (0 KB)  PDF (496 KB)  ( 97 )
       生化工程专栏
275 快速膜乳化法制备尺寸均一及结构可控聚苯乙烯微粒
朱琳 巩方玲 袁其朋 马光辉
DOI:
以苯乙烯为单体、二乙烯基苯为交联剂,采用快速膜乳化法制备了聚苯乙烯微粒,对其粒径分布、制备重复性、颗粒结构进行了表征,并考察了致孔剂种类及用量对不同粒径颗粒形态结构的影响规律. 结果表明,聚苯乙烯颗粒粒径与所用膜孔径呈线性关系,最佳乳化压力与膜孔径呈反函数关系. 优化工艺条件下所制颗粒粒径为1~6 mm,粒径分布系数均小于0.8,批次相对标准偏差低于3%. 体积效应对小粒径颗粒的成型结构影响较大;粒径越小,颗粒成型时致孔剂与聚合物间的相分离程度越低,颗粒粒径小于2 mm时液体石蜡无法形成完整颗粒,颗粒粒径大于2 mm时十六烷用量在60%(w)以下才能形成大孔结构.
2013 Vol. 13 (2): 275-280 [摘要] ( 565 ) HTML (0 KB)  PDF (612 KB)  ( 138 )
281 土曲霉菌体形态对衣康酸生产效率的影响
高倩 刘杰 刘立明 陈坚
DOI:
以土曲霉Aspergillus terreus发酵生产衣康酸(IA),通过改变孢子接种量和摇瓶类型,获得A. terreus在深层发酵过程中的3种形态:菌丝、菌团和菌球,研究了3种形态下发酵液的流变性能和IA生产效率. 结果表明,当A. terreus为菌团时单位细胞合成IA能力和消耗葡萄糖能力最高. 通过调节培养基中KH2PO4浓度和培养温度考察菌团大小对IA积累的影响,单位细胞合成IA能力和消耗葡萄糖能力与菌团直径密切相关,KH2PO4为0、35℃时菌团直径最佳,为0.40~0.50 mm,单位细胞合成IA能力和消耗葡萄糖能力分别为4.42 g/g和8.38 g/g,比KH2PO4 0.05 g/L、37℃时提高35.4%和27.5%.
2013 Vol. 13 (2): 281-286 [摘要] ( 577 ) HTML (0 KB)  PDF (325 KB)  ( 103 )
287 聚(甲基丙烯酸-二乙烯基苯-三烯丙基异三聚氰酸酯)整体柱应用于质粒分析
刘孟儒 刘琳琳 张琪 崔伟佳 张敏莲
DOI:
针对质粒的结构特点,合成了含大量10~300 mm超大孔的阴离子型聚(甲基丙烯酸-二乙烯基苯-三烯丙基异三聚氰酸酯)(PGDT)整体柱,经二乙胺修饰的PGDT具有密度为1.58 mmol/g的阴离子交换功能基团. 将其用于质粒标准品和细胞裂解液的分析,并与市售的无孔微球型色谱柱TSK DNA-NPR和整体柱型色谱柱CIM DEAE Disk Monolithic Column比较. PGDT整体柱分析质粒标准品时能有效将质粒与其他杂质分离,效果与市售TSK和CIM色谱柱相当;分析细胞裂解液时,PGDT整体柱和CIM色谱柱能将RNA、非核酸杂质分离,TSK则仅能将质粒和非质粒分离. 合成的PGDT整体柱对质粒样品有良好的分析能力.
2013 Vol. 13 (2): 287-291 [摘要] ( 565 ) HTML (0 KB)  PDF (488 KB)  ( 103 )
292 碳化氨水中总碳含量和总氨含量的分析及测定
刘明 杨鹏波 王倩 田原 丛威
DOI:
用过量CaCl2将含碳离子和含氮离子分别转变为CaCO3和NH4+(或NH3和NH4+),通过甲醛法测定上清液中氮量计算得到碳化氨水中总氨浓度,用EDTA滴定过量Ca2+得到碳化氨水中总碳浓度. 结果表明,总碳和总氨浓度的测定结果与理论值间的相对误差分别在1.0%和1.5%以内. 该方法能快速准确测定碳化氨水溶液中含碳量和含氨量,进而得到氨水吸收CO2过程中CO2负载量.
2013 Vol. 13 (2): 292-296 [摘要] ( 619 ) HTML (0 KB)  PDF (192 KB)  ( 167 )
297 海参加工液中有效成分的盐析萃取
陈德玲 杨向春 曹文静 郭禹熙 孙亚琴 修志龙
DOI:
考察了不同亲水性有机溶剂-无机盐双水相盐析萃取体系对海参加工液中蛋白和多糖的盐析萃取能力. 结果表明,叔丁醇-(NH4)2SO4和乙醇-Na2CO3体系对海参蛋白和多糖有较好的萃取效果,蛋白和多糖以界面沉淀形式分配在上层有机相和下层水相之间. 叔丁醇-(NH4)2SO4体系的最佳工艺条件为:(NH4)2SO4 300 g/L,海参加工液与叔丁醇体积比为1:1.5,室温下萃取,蛋白和多糖的最高回收率分别为99.6%和96.3%;乙醇-Na2CO3体系的最佳工艺条件为:乙醇16%(w), Na2CO3 12%(w),海参加工液72%(w),37℃下萃取,蛋白和多糖的回收率分别为96.9%和90.6%. 将该体系从30 g规模逐级放大到3 kg,多糖回收率降低1%,蛋白回收率降低0.7%,该体系可同时降低重金属含量.
2013 Vol. 13 (2): 297-301 [摘要] ( 710 ) HTML (0 KB)  PDF (232 KB)  ( 130 )
302 Production of Fumaric Acid from Raw Starchy Materials by Rhizopus oryzae with SSF
高敏 徐晓康 徐晴 李霜
DOI:
To reduce the manufacturing cost of fumaric acid production by fermentation, four kinds of raw starchy materials were investigated, cassava powder, corn powder, degermed corn powder and starch. By comparing the nitrogen contents in them, carbon/nitrogen ratio of raw materials was the key factor affecting the fumaric acid production by Rhizopus oryzae. Based on this point, degermed corn powder was selected as the best raw starchy material for fumaric acid production. In addition, the simultaneous saccharification and fermentation (SSF) process for fumaric acid production was optimized. With degermed corn powder as substrate at 100 g/L total sugar concentration, the fumaric acid production (35.51 g/L), yield (0.355 g/g) and productivity (0.493 [g/(L×h)]) were obtained via SSF process in a 7-L fermentor.
2013 Vol. 13 (2): 302-305 [摘要] ( 529 ) HTML (0 KB)  PDF (152 KB)  ( 77 )
       材料工程专栏
306 超临界流体萃喷造粒装置的研制与应用
李海庭 全灿 周俊波
DOI:
采用超临界流体萃喷造粒(SFEE)技术直接从样品基体中萃取纳米颗粒,研制了SFEE装置,并实现其自动控制和数据处理,利用该装置制备了烷基烯酮二聚物(AKD)和硬脂酸纳米颗粒,硬脂酸微粒平均粒径为0.9 mm,属亚微米级;经AKD处理的纸张疏水表面接触角最高达154o,具备超疏水性能,验证了该技术的可行性和装置的技术性能.
2013 Vol. 13 (2): 306-313 [摘要] ( 559 ) HTML (0 KB)  PDF (1177 KB)  ( 92 )
314 酒钢CSP流程SPCC钢夹杂形成机理
郭靖 程子建 程树森
DOI:
对酒钢CSP流程SPCC两个浇次在LF进站、LF中期、LF出站、中包、铸坯和轧制过程分别取钢样,用SEM-EDS分析其夹杂物及成分. 结果表明,在喂铝线后,钢液中很快形成大量形状不规则Al2O3夹杂物,随着精炼进行夹杂物存在两种变性路线:Al2O3-MgO·Al2O3-CaAlMg复合夹杂物和Al2O3-CA6-CA2-CA-低熔点夹杂物. 经过钙处理后大部分夹杂物可较好地变性到低熔点液相区或固液两相共存区. 夹杂物变性越好,则钢液中夹杂物球形化率越高,总量也越小,夹杂物成分对其尺寸也有重要影响. 分析了外层被钙铝酸盐和CaS包裹的双层夹杂物的形成机理,前者由于钢中Ca还原MgO·Al2O3尖晶石中Mg或Al2O3中Al;后者由于在铸坯凝固过程中温度降低及元素S的偏析,造成液芯中S浓度升高,其与Ca在已有的固体夹杂物核心的表面析出CaS. 在轧制过程中,前者变形能力较好,后者的外层CaS易与内部核心分离,甚至产生微裂纹.
2013 Vol. 13 (2): 314-320 [摘要] ( 704 ) HTML (0 KB)  PDF (595 KB)  ( 79 )
321 纳米钯金铁三金属催化剂的制备及其对三氯乙烯的降解
田志海 王媛 袁峰均 刘伟 金朝晖 李铁龙
DOI:
在乙醇-水体系中利用硼氢化物液相还原法合成纳米铁颗粒,通过化学沉淀法将钯金粒子负载于纳米铁表面,得到纳米钯金铁(Pd-Au@Fe)三金属催化剂复合材料,采用TEM, EDS和XPS对其进行表征. 结果表明,与纳米单金属Fe0及双金属Pd@Fe相比,三金属催化剂对三氯乙烯(TCE)具有更高的降解能力. 保持催化剂加量1.4 g/L, Pd/Fe为0.35%(w), Au/Fe为1.0%(w)时,其降解15 mg/L TCE的速度最快,5 min时去除率为88.21%,表观速率常数为0.311 min-1,是相同Pd含量下Pd@Fe双金属催化剂的3.6倍. 随降解反应持续,Pd-Au@Fe的乙烯乙烷生成率及乙烯加氢转换乙烷速率均远高于双金属Pd@Fe.
2013 Vol. 13 (2): 321-326 [摘要] ( 635 ) HTML (0 KB)  PDF (802 KB)  ( 119 )
327 费托合成铁基催化剂上CO和H2的吸附特性
吴建民 孙启文 张宗森 庞利峰 刘继森
DOI:
在25~300℃和0.1~2.5 MPa范围内,利用程序升温脱附及原位漫反射红外光谱考察了CO, H2及合成气在费托合成沉淀铁基催化剂上的吸附行为. 程序升温脱附表明,CO在铁基催化剂表面上存在线性、孪性及桥式吸附,对H2则有强、弱两类吸附活性中心;CO吸附红外光谱表明,2170和2116 cm-1处存在明显的线性吸附双峰,1623~1313 cm-1处存在少量表面态吸收峰,且随温度升高,在2360和2319 cm-1处出现了CO2的特征吸收峰,催化剂表面对CO的吸附受温度和压力影响;合成气共吸附反应的红外光谱表明,费托合成烃生成机理及含氧化合物生成机理可用吸附态物种的变化解释,升高温度有利于CO加氢反应进行,高温高压有利于C2+含氧化合物生成.
2013 Vol. 13 (2): 327-332 [摘要] ( 744 ) HTML (0 KB)  PDF (388 KB)  ( 129 )
333 含硼炉渣对耐火材料的侵蚀
赵定国 王书桓 郭建龙 李秋京
DOI:
在碳管炉和中频感应炉上进行坩埚实验,研究了含硼炉渣对不同耐火材料的侵蚀. 静态坩埚实验结果表明,碳化硅、石英和刚玉耐火材料的平均侵蚀厚度分别为0.52, 1.03, 1.40 mm,刚玉耐火材料侵蚀最为严重,石英耐火材料有一定程度的侵蚀,但相对较轻,碳化硅耐火材料侵蚀很少;公斤级中频炉实验结果表明,含硼炉渣对石英坩埚侵蚀程度大于碳化硅坩埚. 分析了直接合金化炼钢时含硼炉渣侵蚀耐火材料的机理,通过相图研究了不同种类的耐火材料抗炉渣侵蚀的能力,渣中配加氧化钙添加剂,可减缓炉渣对耐火材料的侵蚀.
2013 Vol. 13 (2): 333-338 [摘要] ( 564 ) HTML (0 KB)  PDF (803 KB)  ( 98 )
339 刚玉尖晶石砖的抗渣性能
周菲菲 金从进 陈丽娜 李重河 鲁雄刚
DOI:
采用真空感应炉进行了刚玉尖晶石耐火砖的动态抗渣实验,研究了高碱度脱硫渣和铝硅镇静钢精炼渣对该耐火砖的侵蚀,分析了两种碱性渣对其侵蚀机理. 结果表明,刚玉尖晶石耐火砖抗铝硅镇静钢精炼渣侵蚀性能优于高碱度脱硫渣. 刚玉尖晶石耐火砖抗侵蚀性能主要受渣中氧化铝和氧化钙含量影响. 高碱度脱硫渣中CaO, SiO2, CaF2含量较高,与刚玉尖晶石耐火砖中的Al2O3发生反应低熔点物质,降低了渣的粘度,侵蚀较严重;高碱度脱硫渣中Al2O3含量低,导致尖晶石中MgO直接溶解,而铝硅镇静钢精炼渣中Al2O3含量高,在MgO/渣界面形成MA尖晶石,导致间接溶解,抑制渣侵蚀.
2013 Vol. 13 (2): 339-344 [摘要] ( 739 ) HTML (0 KB)  PDF (670 KB)  ( 111 )
345 高原与平原环境下PS板宽度及放置角度对其燃烧火焰结构和火蔓延特性的影响
黄新杰 张浩 丁厚成 张英 孙金华
DOI:
在高原环境(低压低氧)的拉萨和平原环境(常压常氧)的合肥,研究了不同宽度(W=4, 8, 12, 16 cm)的保温材料在不同放置角度(0o, 15o, 30o, 90o)下的火焰结构及火蔓延特征. 结果表明,外界环境对火焰角度、池火长度、火蔓延速度(vf)均有影响,相同放置角度下相同宽度的模塑聚苯乙烯泡沫板(EPS)和挤塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)试样在拉萨的火焰角度均大于合肥;燃烧剧烈的XPS对火焰角度的影响明显高于EPS,池火长度随材料宽度及放置角度不同呈现分段递增、逐渐增长、流淌滴落等特点;在拉萨试样更易出现二次点燃现象;无论在拉萨还是合肥,90o放置角度下,EPS和XPS试样vf均随材料宽度增加呈先增加后减小的特点,火蔓延过程中火焰辐射热通量受宽度影响,宽度较小时vf遵循vfμ1-e-kW,宽度较大时遵循vfμTh4.
2013 Vol. 13 (2): 345-350 [摘要] ( 672 ) HTML (0 KB)  PDF (387 KB)  ( 88 )
351 无机盐诱导凝胶法制备纤维素气凝胶
魏志平 王涛
DOI:
在纤维素-7% NaOH-12%尿素水溶液体系中加入少量无机盐诱导和促进体系形成凝胶,研究了不同种类和用量的无机盐对凝胶形成过程的促进作用,促进能力依次为:阴离子相同时,钾盐>钠盐>锂盐;阳离子相同时,氯盐>溴盐>硝酸盐. 无机盐浓度越高对凝胶形成的促进作用越明显. 在此基础上结合溶剂置换和超临界CO2干燥技术,提出了无机盐诱导凝胶法制备纤维素气凝胶的新工艺,用SEM、氮吸附仪和压汞仪对所制气凝胶材料进行了结构表征,材料具有介孔到大孔范围的多孔结构,介孔的比表面积为284 m2/g,孔体积为2.0 cm3/g,平均孔径为20.5 nm;大孔的孔体积为13.95 cm3/g,平均孔径为0.732 μm,孔隙率达91%.
2013 Vol. 13 (2): 351-355 [摘要] ( 569 ) HTML (0 KB)  PDF (342 KB)  ( 156 )
356 改性松香油溶性暂堵剂的研制与评价
赵庆波 单高军
DOI:
以天然高分子松香为原料合成了一种油溶性的暂堵剂,并对其进行了油溶性、耐酸性、耐水性和分散性实验,确定了悬浮稳定剂的种类及最佳浓度. 所研制的油溶性暂堵剂暂堵效果较好,在聚合物悬浮液中的暂堵率达93%以上,渗透率恢复值达85%以上,能对高含水油井实现选择性酸化,达到增油控水的目的,满足现场施工需要.
2013 Vol. 13 (2): 356-360 [摘要] ( 540 ) HTML (0 KB)  PDF (335 KB)  ( 77 )
 
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