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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 1期
刊出日期:2013-02-20

过程与工艺
材料工程专栏
综述
流动与传递
生化工程专栏
系统与集成
反应与分离
 
       反应与分离
0 The Effects of Oxidative Pretreatment of Zinc-containing Dust on Contents of Iron and Manganese in Ammoniacal Leaching Solution and Production of Zinc Oxide
王为振 陈启元 胡慧萍 谭力铭 陈辉煌
DOI:
The zinc-containing dust was oxidatively pretreated with calcium hypochlorite, subsequently leached with ammonia/ammonium bicarbonate solution to obtain the ammoniacal leaching solution, and zinc oxide was produced by ammonia distillation of the ammoniacal leaching solution and subsequent calcination. The elements of iron and manganese could not be detected in ammoniacal leaching solution, and the extraction rate of zinc was 98.2% in ammoniacal leaching process. The zinc oxide content in the product is 99.5%(w), and the contents of iron and manganese in the product were 0.0028‰ and 0.00084‰(w), respectively. The analyses of the valence states of iron and manganese in the zinc-containing dust with and without pretreatment were performed by chemical analysis and XPS, and the possible oxidation mechanism of the oxidative pretreatment of the dust was discussed. It is concluded that Fe2+-oxide and Mn2+-oxide in the dust were oxidized to Fe3+-oxide and/or its hydrate and Mn4+-oxide and/or its hydrate by calcium hypochlorite during the oxidative pretreatment process, respectively.
2013 Vol. 13 (1): 0-0 [摘要] ( 477 ) HTML (0 KB)  PDF (120 KB)  ( 188 )
       流动与传递
1 木家具中挥发性有机物的散发传质特性
宋伟 孔庆媛 李洪枚 李强 李继光
DOI:
建立了新的木家具挥发物散发完全解析模型,全面考虑了各种传质机理和污染物阻力,同时适用于有无换气的模拟. 经分析模型提出了一套简捷的新实验方法,利用同一家具在密封箱中若干释放周期的稳态和实时浓度,同时求取目标污染物的4个重要传质参数:可散发量C0、扩散系数D、分配系数K和对流传质系数h. 测定了(23±0.5)℃、相对湿度45%±5%下某家具中甲醛和总挥发物的传质参数,甲醛C0=4994 mg/m3, D=4.05′10-10 m2/s, K=499, h=1.4′10-3 m/s;总挥发物C0=19939 mg/m3, D=2.12′10-10 m2/s, K=1001, h=5.0′10-4 m/s,均落于常见范围,与其他方法所得对应参数的变异系数小于0.5%. 将参数代入数值算法预测有无换气条件下气候箱中的散发浓度,与实验值的平均偏差小于3.5%.
2013 Vol. 13 (1): 1-9 [摘要] ( 505 ) HTML (0 KB)  PDF (382 KB)  ( 129 )
10 电磁制动对连铸器内钢水流场的影响及表面检测
吉传波 李京社 张同波 程爱民 唐海燕
DOI:
采用数值模拟与钢水表面插钉法,对电磁制动条件下薄板坯连铸结晶器内钢水流动进行研究,分析了不同磁场强度对结晶器内钢水流动及弯月面波动的影响. 模拟结果表明,电磁制动能够明显抑制高速流动的钢水,减小对结晶器窄面的冲击及钢水表面卷渣的影响,磁场电流强度由180 A增加到284 A时,钢水表面速度最大值由无电磁制动的0.85 m/s分别降低至0.5,0.16 m/s. 插钉法可作为一种经济有效的方法检测钢水表面速度,且测量值与模拟结果比较吻合. 通过合理控制磁场电流强度约260 A可以优化结晶器内钢水流动,进而改善铸坯质量.
2013 Vol. 13 (1): 10-16 [摘要] ( 626 ) HTML (0 KB)  PDF (1946 KB)  ( 86 )
17 SCM435钢贝氏体中碳原子的扩散行为
徐东 祭程 唐正友 朱苗勇
DOI:
为描述贝氏体中碳原子的扩散行为,建立了SCM435钢二维扩散数学模型,并根据实测结果计算出SCM435钢的扩散系数及扩散激活能,在此基础上,依次获得不同边界条件下的碳扩散. 结果表明,在贝氏体区,从750℃下降到650℃时,SCM435钢中碳原子扩散行为急剧减少,激活能为407 kJ/mol;750℃冷却时,冷速从0.2℃/s升到1℃/s,其脱碳层厚度由29降到12.5 mm;对于已有100 mm的脱碳层,渗碳气氛碳含量由0.35%升到1%,消除金相下的脱碳层的时间由21.5降到8.5 min,但随着时间延长,其与SCM435钢基体标准碳含量的差值逐步变大.
2013 Vol. 13 (1): 17-22 [摘要] ( 556 ) HTML (0 KB)  PDF (713 KB)  ( 272 )
23 基于Fluent软件的恒温出水混水阀模拟
吴方义 陈海初 熊根良 梁发云 刘玲腾 章平
DOI:
在设计恒温出水混水阀阀体模型的基础上,采用k-e双方程湍流模型,应用计算流体力学软件Fluent对恒温阀流场进行了数值模拟,得到默认边界条件下恒温阀压力、温度及速度场的分布情况,分析了冷热水入口压强、水力直径和温度对温水出口参数的影响,用恒温阀样机进行实验测试. 结果显示,入口压强增加100倍,出口流量随之增加10倍;热水入口温度增加5℃,温水出口温度随之增加1.3℃. 模拟与实验结果基本吻合,证明了理论研究的正确性,同时为改进对恒温阀的设计奠定了基础.
2013 Vol. 13 (1): 23-27 [摘要] ( 525 ) HTML (0 KB)  PDF (650 KB)  ( 109 )
28 水平气体分布器对COREX C3000竖炉内气体流场的影响
刘炳南 李强 邹宗树 余艾冰
DOI:
通过建立三维数学模型解析COREX C3000预还原竖炉内煤气流分布情况,分析水平气体分布器(HGD)对煤气流的影响. 结果表明,HGD增加了还原煤气进入竖炉时与炉料的接触面积,竖炉整体压差显著降低. 安装HGD后,竖炉围管水平面的煤气流速增大,但对竖炉上部煤气速度的影响很小,且下部煤气死区体积变大. HGD可将煤气很好地引到竖炉中心,并对煤气反窜有良好的抑制效果,加装HGD后,反窜煤气的体积分数由12.23%降至8.29%.
2013 Vol. 13 (1): 28-32 [摘要] ( 563 ) HTML (0 KB)  PDF (585 KB)  ( 120 )
       反应与分离
33 超纯铁素体不锈钢中含Ti和Nb夹杂物的非水电解分离及其在钢中的析出行为分析
刘赫莉 李光强 李永军 朱诚意 张帆 郭木星 陈兆平
DOI:
采用非水溶液电解法提取了Ti, Nb稳定化超纯铁素体不锈钢中的夹杂物和析出物,采用场发射扫描电镜观察其形貌,并结合能谱仪分析其成分. 结果表明,高钛型铁素体不锈钢中的夹杂物多为立方结构的碳氮化钛或树枝状的钛氧化物夹杂;Ti,Nb双稳定化铁素体不锈钢中,夹杂物核心由钛氧化物与氮化钛复合而成,棱角上包裹碳氮化铌;高铌型铁素体不锈钢中夹杂物为十字状或树枝状NbC. 利用热力学数据计算了Ti稳定化铁素体不锈钢中复合夹杂物的析出顺序及TiN的析出时机. 计算表明,在1873 K铁素体不锈钢成分条件下TiOx-TiN复合核心中钛氧化物为Ti2O3. 随着温度的降低,Ti, N在钢液中出现偏析富集,在钢液凝固过程中生成TiN,降低钢液中N含量可推迟TiN的析出时机.
2013 Vol. 13 (1): 33-40 [摘要] ( 661 ) HTML (0 KB)  PDF (1268 KB)  ( 147 )
41 不同类型离子交换树脂对填充床电渗析中L-Lac-和L-Glu-分离的影响
张晓琴 石绍渊 张家利 曹宏斌 杨巧文 王汝南
DOI:
通过树脂静态吸附、常规电渗析及填充床电渗析的对比实验,考察了带有不同离子交换基团的树脂对发酵废液中L-Lac-和L-Glu-分离的影响. 结果表明,碱性树脂201′7和WA30对2种组分的静态吸附量、L-Lac-/L-Glu-选择吸附比例均比酸性树脂001′1.1和WK10大. 与常规电渗析相比,填充001′1.1(强酸型)、WK10(弱酸型)的填充床电渗析体系中L-Lac-和L-Glu-的跨膜迁移量及分离比例均有明显增加,填充001′1.1时分离比例最大可达22.22. 填充201′7(强碱型)时两组分跨膜迁移量及分离比例均比常规电渗析小,最大分离比例分别为5.74和8.28. 填充不同离子交换树脂体系的能耗对比表明,填充床淡室中填充树脂001′1.1和WK10时可促进L-Lac-和L-Glu-的迁移传递、提高二者的分离比例.
2013 Vol. 13 (1): 41-47 [摘要] ( 674 ) HTML (0 KB)  PDF (272 KB)  ( 98 )
48 三明炼钢粉尘的基本物性及酸浸回收锌的实验研究
徐瑞 杨丽梅 黄松涛 徐政
DOI:
采用化学分析、XRD、湿式筛分、显微镜观察、SEM-EDS等方法系统研究了三明炼钢粉尘的元素组成、粒度分布、物相、表面形貌及元素分布等基本物性;并进行其酸性浸出条件实验,考察了初始酸浓度、MnO2加入量、温度、浸出时间等因素对矿浆终点pH值、过滤性能及Zn, Fe, SiO2浸出率的影响. 结果表明,在25℃、初始酸浓度26.6 g/L、加MnO2 0.4 g、浸出120 min后,矿浆pH=3.5~3.7,粉尘中Zn的浸出率达98%,而Fe和SiO2浸出率分别为0.22%和9%,且矿浆的过滤性能良好.
2013 Vol. 13 (1): 48-54 [摘要] ( 539 ) HTML (0 KB)  PDF (454 KB)  ( 84 )
55 中低温碳氢还原-磁选不锈钢渣的实验研究
李心林 刘旭隆 李园超 李秋菊 洪新
DOI:
以铁浴终还原炉产生并重整的含H2和CO混合气体为还原气,采用自主设计的间歇振动式斜直管移动床反应器对不锈钢渣进行预还原,探索了不锈钢渣在中低温条件下进行固态还原-磁选以初步分离不锈钢渣中有用金属的可能性,对处理后的不锈钢渣进行了毒性浸出. 结果表明,在磁场强度200 mT、振动/间歇比1:2、炉温700~750℃、CO/H2体积比1:4的条件下,可同时获得较高的磁性物产率、TFe品位和Fe回收率,分别为10.53%, 49.33%和98.2%. 处理后所得磁性物质中CaO, MgO, Al2O3, SiO2等杂质氧化物的总含量从80%降到40%以下,尾渣达到国家排放标准.
2013 Vol. 13 (1): 55-60 [摘要] ( 617 ) HTML (0 KB)  PDF (440 KB)  ( 269 )
61 环境测试舱表面吸附甲醛的规律
张浩 刘秀玉 朱庆明 黄新杰
DOI:
对环境测试舱进行了25 d跟踪测试,包括甲醛本底浓度测试、甲醛释放、甲醛浓度衰减、通风换气和舱内表面吸附甲醛重新释放各阶段,考察环境测试舱内甲醛吸附消耗量及重新释放规律,探索有效控制措施. 结果表明,环境测试舱中甲醛浓度C的变化符合对数函数C=Alnt+B [舱内甲醛释放时A>0, B>0,舱内甲醛衰减时A<0, B>0,t为时间(h)],其中A与舱内吸附甲醛释放后再次达到相对平衡的浓度密切相关;采用抽气式通风换气系统有利于舱内残余甲醛的消减,关闭此通风换气系统后,舱内甲醛浓度初期浓度快速递增,在相对较低的甲醛浓度(0.3203 mg/m3)时再次达到相对平衡;环境测试舱内吸附程度与基体表面吸附比q和撞到基体表面的吸附质的物质的量U有关.
2013 Vol. 13 (1): 61-66 [摘要] ( 565 ) HTML (0 KB)  PDF (241 KB)  ( 304 )
73 酸性溶液中钨钼离子的电化学行为
李金辉 谢芳浩 乔珊 杨幼明
DOI:
为加大钨钼电化学性质的差异实现钨钼分离,使钨钼形成钨磷、钼磷杂多酸,采用循环伏安法研究酸性条件下含钨钼溶液及钨磷、钼磷杂多酸的电化学行为,获得多种溶液体系的循环伏安曲线. 结果表明,研究体系中钨的还原电位较钼高,但二者电位差小于0.1 V,无法利用电化学性质差异高效分离;而将钨和钼形成杂多酸体系后,钼磷杂多酸还原峰电位为0.401 V,钨磷杂多酸为0.1949 V,加入磷酸增大了钨钼离子电位差,可优先将钼还原.
2013 Vol. 13 (1): 73-77 [摘要] ( 622 ) HTML (0 KB)  PDF (458 KB)  ( 304 )
78 富氧顶吹熔融还原高磷铁矿中磷的行为
魏可 卿山 王华 邓文龙 施哲
DOI:
采用富氧顶吹熔融还原技术冶炼高磷铁矿,研究了熔渣碱度、碳氧比、熔炼温度、通氧(纯度99%)时间及流量对铁浴中磷的影响. 结果表明,随温度升高,铁水中磷含量降低,温度过高出现回磷现象;在一定范围内提高碱度、通氧时间和流量,脱磷率提升显著;随碳氧比增大,脱磷率降低;温度1550℃、碳氧摩尔比1.0、碱度1.1、通氧时间10 min、氧气流量250 L/h条件下,可冶炼出磷含量0.068%的铁水,脱磷率高达92%,所得生铁可用于后期炼钢.
2013 Vol. 13 (1): 78-82 [摘要] ( 538 ) HTML (0 KB)  PDF (225 KB)  ( 255 )
83 含铁粉尘碳酸化反应动力学研究
石焱 刘文会 胡长庆
DOI:
通过热重实验对含铁粉尘碳酸化反应动力学进行了研究,建立了碳酸化反应的未反应收缩核模型,分析了反应温度对反应控制阶段动力学特性参数的影响规律. 结果表明,提高反应温度有利于碳酸化球团的转化;碳酸化反应温度由400℃升高到600℃时,CaO转化率明显增大,800℃达到最大;碳酸化反应的总速率受到内扩散和界面化学反应共同控制,反应前期化学反应为限制环节,反应速率较快,反应后期内扩散为限制环节,反应速率变慢;在200~800℃的反应活化能为11.091 kJ/mol.
2013 Vol. 13 (1): 83-87 [摘要] ( 566 ) HTML (0 KB)  PDF (287 KB)  ( 104 )
       过程与工艺
88 助熔剂对型煤灰熔融特征温度的影响
崔国星 牛玉 林明穗
DOI:
研究了高灰熔点型煤灰成分与灰熔融特性的关系,考察了Fe2O3, MgO, CaO和固体水玻璃助熔剂对型煤灰熔融温度的影响. 结果表明,碱性氧化物与灰中所含矿物质在高温下易形成低共熔混合物,能有效降低型煤灰熔融温度. 加入等量(11%, w)的MgO, CaO及固体水玻璃、Fe2O3,流动温度分别下降了22.0, 58.8, 81.2和91.9℃. 通过三元相图及XRD分析揭示了物相组成变化和矿物晶体的存在形式. CaO, 固体水玻璃和Fe2O3适宜的添加量分别为11%, 9%和9%. CaO和固体水玻璃对型煤还具有粘结和促进气化作用,更适合作为助熔剂.
2013 Vol. 13 (1): 88-93 [摘要] ( 656 ) HTML (0 KB)  PDF (387 KB)  ( 112 )
94 Rist操作线在分析COREX竖炉能耗中的应用
杜瑞岭 吴铿 湛文龙 屈俊杰 吴小辉 王梦
DOI:
利用高炉里斯特(Rist)操作线原理,研究了COREX熔融还原流程上部竖炉冶炼过程的能量消耗问题,建立了COREX竖炉的Rist操作线,并讨论了其限制条件. 通过计算以图例的形式给出冶炼过程的主要物理化学反应和能量利用情况,可直观地判断冶炼结果,为进一步提高煤气利用提供方向. 结合现场的实际操作条件,给出了Rist操作线在实际生产中的应用,并分析了入炉还原气成分、还原煤气利用率等因素对操作线的影响,为现场工作人员操作竖炉提供理论指导,以保证竖炉炉况顺行.
2013 Vol. 13 (1): 94-98 [摘要] ( 653 ) HTML (0 KB)  PDF (282 KB)  ( 124 )
       系统与集成
99 METSIM在亚熔盐铬盐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:
针对亚熔盐铬盐清洁生产工艺能耗大、热利用率低的问题及工艺放大的需求,采用METSIM软件对此工艺进行了物料和能量衡算,得到了各股物流的详细信息,为工艺放大提供参考;采用夹点技术进行换热网络优化,优化后的热交换网络可使热公用工程及冷公用工程用量分别减少31.5%和31.7%,总热利用率提高11.0%.
2013 Vol. 13 (1): 99-104 [摘要] ( 879 ) HTML (0 KB)  PDF (330 KB)  ( 336 )
105 醋酸甲酯和甲醇热集成变压精馏分离工艺模拟与优化
杨金杯 余美琼 郑志功 邱挺
DOI:
基于对醋酸甲酯与甲醇二元共沸特性的分析,提出热集成变压精馏分离醋酸甲酯和甲醇的工艺. 利用Aspen Plus软件对该分离过程进行模拟,以NRTL活度系数方程为物性计算方法,其二元相互作用参数由气液相平衡数据回归,分析了加压塔和常压塔的理论板数、进料位置及回流比对分离效果的影响,并进行了能耗比较. 结果表明,该工艺能很好地分离醋酸甲酯和甲醇,较佳的工艺条件为:加压塔操作压力909 kPa,理论板数32,第21块板进料,回流比4.2,塔釜醋酸甲酯纯度99.8%;常压塔操作压力101 kPa,理论板数30,第20块板进料,回流比4.6,塔釜甲醇纯度99.0%. 与常规变压精馏相比,热集成变压精馏可节能达45.8%;与以水为萃取剂的萃取精馏分离工艺相比,热集成变压精馏分离工艺更适合醋酸甲酯与甲醇体系的分离.
2013 Vol. 13 (1): 105-110 [摘要] ( 805 ) HTML (0 KB)  PDF (330 KB)  ( 432 )
111 考虑不同水质输入的水电联产优化设计
吴现力 胡仰栋 伍联营
DOI:
结合已有的反渗透/多级闪蒸混产系统和发电-多级闪蒸联产系统,设计了一个新的包括热力发电系统、反渗透海水淡化系统和多级闪蒸海水淡化系统的水电联产超结构,对以不同盐度苦咸水、海水为原水的水电联产系统进行了优化设计,通过求解系统以年费用最小为目标函数的非线性数学模型,得到不同盐度下联产系统优化的生产结构. 结果表明,在低盐度(≤25000 mg/L)下采用冷凝式发电和一级反渗透产水,高盐度下采用抽汽冷凝式发电和热膜混合产水,可降低联产系统的年费用,获得较低成本的淡化水. 在本工作所定的生产规模下,优化联产方案的年费用可降低23%~36%.
2013 Vol. 13 (1): 111-116 [摘要] ( 642 ) HTML (0 KB)  PDF (254 KB)  ( 58 )
       生化工程专栏
117 新型负载5-氨基水杨酸微胶囊的制备及其载药效果
吴庆喜 姚善泾
DOI:
采用锐孔/聚合法制备了平均粒径为1.89 mm、负载5-氨基水杨酸(5-ASA)的纤维素硫酸钠(NaCS)-壳聚糖微胶囊,采用Box-Behnken响应面法进行实验设计和分析,考察了内、外水相pH值和NaCS浓度、多聚磷酸钠(PPS)浓度对微胶囊载药量和包封率的影响. 结果表明,内水相pH值对负载5-ASA微胶囊的载药量和包封率起关键作用. 最佳制备条件为内水相pH 4.25,外水相pH 6.0,NaCS浓度14 g/L, PPS浓度5 g/L,该条件下所制微胶囊最大载药量为59.02%,最大包封率为89.96%..
2013 Vol. 13 (1): 117-123 [摘要] ( 558 ) HTML (0 KB)  PDF (789 KB)  ( 294 )
124 莽草酸发酵液的快速检测方法
徐晓娟 王自强 杜英 王云山 苏志国
DOI:
建立了采用高效液相色谱法快速测定发酵液中蔗糖、莽草酸和芳香族氨基酸含量的方法,为微生物发酵生产莽草酸的工艺控制提供便捷. 色谱条件为:Hypersil APS-2色谱柱(5 mm, 250 mm×4.6 mm),检测波长215 nm,示差检测器和紫外检测器联用,流动相为pH 2.5的磷酸水溶液和乙腈(体积比20:80),柱温30℃,流速1.0 mL/min,进样量10 mL. 在该条件下所测各物质的线性回归方程相关系数均大于0.9986,加样回收率为95%~105%,相对标准偏差均小于2.0%.
2013 Vol. 13 (1): 124-128 [摘要] ( 697 ) HTML (0 KB)  PDF (242 KB)  ( 324 )
129 产乙醇基因工程集胞藻的盐胁迫响应
葛平平 陈林 吕雪峰 刘天中
DOI:
采用含不同浓度NaCl的培养基培养产乙醇基因工程集胞藻,研究盐胁迫对其细胞生长和乙醇产量的影响,并探讨其响应机制. 结果表明,随培养液中NaCl浓度提高,藻生长速率降低;盐胁迫损伤细胞光反应中心II的活性,抑制细胞的光合作用;盐浓度大于10 g/L时,呼吸作用略有提高. 随盐浓度提高,集胞藻的内源性代谢产物乙醇产量显著提高,在20 g/L NaCl中培养,乙醇产量较对照提高91.8%. 在盐胁迫条件下,基因工程集胞藻通过调节光合作用和呼吸作用效率、提高乙醇脱氢酶的活性而提高内源性的代谢以应对胁迫,同时提高乙醇产量.
2013 Vol. 13 (1): 129-133 [摘要] ( 574 ) HTML (0 KB)  PDF (235 KB)  ( 311 )
134 发酵液中吩嗪-1-羧酸的初步分离工艺
张垒宾 于秋生 陈正行
DOI:
通过考察吩嗪-1-羧酸(PCA)在不同pH值下的溶解度,利用PCA碱溶酸沉的性质,采用絮凝法去除发酵液中的大分子蛋白质和菌丝体等杂质,初步分离出代谢产物PCA;研究了絮凝剂用量、发酵液稀释倍数、pH值及温度对过滤速度、终产品PCA含量和回收率的影响. 结果表明,当以聚氯化铝为絮凝剂、发酵液稀释4倍、絮凝pH值为8.5、絮凝温度为30℃时,所得产品中PCA含量达69.9%,产品对发酵液的PCA回收率为91.3%.
2013 Vol. 13 (1): 134-138 [摘要] ( 562 ) HTML (0 KB)  PDF (236 KB)  ( 281 )
       材料工程专栏
139 低合金高强钢热浸镀55%Al-Zn-1.6%Si(≤0.1%Ti)合金层的组织及生长动力学
裴金榜 吴广新 张捷宇 王波
DOI:
比较研究了H420低合金高强钢板热浸镀55%Al-Zn-1.6%Si (≤0.1%Ti)和55%Al-Zn-1.6%Si金属间反应层组织及生长动力学. 利用光学显微镜、SEM、EDS和XRD对反应层微观组织、厚度、元素分布及相组成进行了分析. 结果表明,金属间反应层都主要由Fe2Al5, Fe4Al13和Fe-Al-Si金属间化合物三相构成. Fe2Al5相与Fe4Al13相交界区域存在少量的Fe-Al-Si-Mn固溶体析出物,可能主要因基板中的Mn元素扩散进入合金层. 金属间反应层的生长速率遵循抛物线规律. 相比较,H420+GL+Ti金属间反应层总厚度平均降低了3.25 mm,Fe2Al5相厚度平均降低了1.83 mm. 主要原因是,Ti-Al键能明显要大于Fe-Al键能,添加Ti影响了Fe-Al的相互作用,从而抑制Fe-Al金属间化合物的形成和生长,最终降低了反应层厚度.
2013 Vol. 13 (1): 139-145 [摘要] ( 663 ) HTML (0 KB)  PDF (2039 KB)  ( 305 )
146 金属有机骨架材料MIL-101(Cr)-NH2的合成及其气体吸附性能
周晶晶 刘开宇 孔春龙 陈亮
DOI:
采用碱辅助的原位水热合成法制备了纳米金属有机骨架材料MIL-101(Cr)-NH2,研究了合成液中NaOH加入量对其晶体结构、形貌和孔结构的影响,测定了273.4, 298和333 K下CO2和N2在MIL-101(Cr)-NH2上的等温吸附曲线,并对其性质进行了表征. 结果表明,加入适量碱(NaOH:NH2BDC=4:2, 摩尔比)可得到粒径约40 nm的MIL-101(Cr)-NH2纳米颗粒,其BET比表面积可达2594 m2/g,孔容为2.11 cm3/g, 273.4 K时CO2的吸附量可达25.9 mmol/g, CO2与N2的理想分离系数为19.4.
2013 Vol. 13 (1): 146-151 [摘要] ( 693 ) HTML (0 KB)  PDF (806 KB)  ( 364 )
152 圆管中相变微胶囊悬浮液层流状态下的融化特性
鲁进利 韩亚芳 钱付平 郝英立
DOI:
采用基于双流体模型开发的计算程序模拟了圆管内潜热型功能热流体在均匀热流密度条件下层流流动时的融化特性,模型中相变材料为正十六烷,壳层材料为尿素-甲醛树脂,载流体为去离子水. 分析了Re数、相变微胶囊颗粒体积浓度、热流密度对融化特性的影响. 结果表明,当潜热型功能热流体流过被加热圆管时,存在非融化、融化和完全融化区域;随Re数增加,管道近壁处和中心处的融化起始和终止点均向出口处移动,融化区域逐渐变长;随颗粒浓度增加,管道中心处的融化起始和终止点均逐渐向出口处移动,而近壁处的融化区域起始和终止点则基本保持不变,融化区域同样得到延伸;壁面热流密度越大,近壁处和中心处融化区域起始和终止点越靠近入口位置,对应的融化区域则越短.
2013 Vol. 13 (1): 152-157 [摘要] ( 498 ) HTML (0 KB)  PDF (465 KB)  ( 250 )
158 罩式退火工艺对Ti-IF钢组织性能的影响
冯运莉 齐文婧 张丹 郭帅
DOI:
利用光学显微镜、伺服拉伸实验机和X射线衍射仪研究了不同退火温度和保温时间对Ti-IF钢组织、性能及r值的影响规律,分析了工艺优化后的再结晶织构. 结果表明,8 h为实验Ti-IF钢从部分饼形晶粒到绝大部分等轴晶粒演变过程中的一个时间界限,冷轧板在710℃下保温8 h退火后,再结晶晶粒为均匀的等轴晶粒,r值为2.347,抗拉强度312 MPa,延伸率44.7%,{111}面织构密度水平达到13.1. 在此工艺条件下,Ti-IF钢得到优良的深冲性能,该实验结果可为Ti-IF钢罩式退火工艺的优化提供理论依据.
2013 Vol. 13 (1): 158-163 [摘要] ( 572 ) HTML (0 KB)  PDF (1326 KB)  ( 264 )
164 高炉瓦斯灰含碳球团粘结剂研究
曹龙 段东平 韩宏亮
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在掌握高炉瓦斯灰和粘结剂特性的基础上,通过测试生球、干球和焙烧后球团的抗压强度和落下强度,实验考察单一粘结剂和复合粘结剂对高炉瓦斯灰含碳球团强度的影响. 结果表明,加入淀粉类粘结剂能改善球团的低温强度,生球的抗压和落下强度分别达到72 N/个和5.9次/0.5 m;干球的抗压和落下强度分别达到58 N/个和4.3次/0.5 m;但焙烧后球团的抗压强度相对较低. 加入水玻璃含硅类粘结剂能改善其高温强度,焙烧后球团抗压强度最高达到1764 N/个,但生球和干球的强度较低,达不到生产要求. 加入玉米淀粉和水玻璃组成的复合粘结剂后球团强度的改善效果更明显,生球的抗压和落下强度最高达到60 N/个和5.5次/0.5 m;干球的抗压和落下强度达到55 N/个和3.4次/0.5 m;焙烧后球团的抗压强度最高达到1958 N/个.
2013 Vol. 13 (1): 164-169 [摘要] ( 616 ) HTML (0 KB)  PDF (291 KB)  ( 297 )
170 溶胶-凝胶法制备掺杂稀土元素二氧化钛及其气敏性能
宋金玲 周长才 牟连维 郭冠铭 蔡颖 张胤
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采用溶胶-凝胶法制备了TiO2粉末和掺杂不同稀土离子的TiO2粉末,并通过XRD对制备的样品结构进行了表征,结果表明,制备的TiO2粉末为锐钛矿结构;稀土离子的掺杂抑制了TiO2晶粒生长. 其次通过气敏测试仪测试所制备的样品对甲醛、甲苯和丙酮的气敏性,结果表明,掺杂铈的TiO2(TiO2:Ce)对3种气体均具有较高的灵敏性和选择性,可能是由于Ce的掺杂增强了TiO2表面对氧的吸附能力所致. 通过TEM分析TiO2:Ce粉末的形貌为粒径约5~12 nm的颗粒.
2013 Vol. 13 (1): 170-174 [摘要] ( 613 ) HTML (0 KB)  PDF (356 KB)  ( 248 )
       综述
175 中国钢铁工业CO2排放现状与减排展望
徐文青 李寅蛟 朱廷钰 曹万杰
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结合我国钢铁工业CO2排放现状,概述了增加废钢-电炉工艺粗钢产量、采用高质量铁料、改善能源结构、采用低碳炼钢技术、加强生产设备大型化和应用节能技术等CO2减排措施. 我国钢铁行业目前的主要节能技术有干熄焦、煤调湿、煤气回收利用、余热余能回收利用及低压饱和蒸汽发电等. 通过各种节能技术的应用,2020年CO2排放量可降低2.9亿t. 根据减排措施的可操作性和实现阶段,从短期和长期两方面对我国钢铁工业CO2减排进行了展望.
2013 Vol. 13 (1): 175-180 [摘要] ( 641 ) HTML (0 KB)  PDF (255 KB)  ( 330 )
 
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