过程工程学报

Select

1. Cu基催化剂表面改性及其催化二氧化碳加氢制甲醇性能研究

杨强王刚李春山

过程工程学报 2024, 24 (10): 1166-1176. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224059

摘要（814）

HTML （22）

PDF （3618KB）（336）

开发CO2加氢制甲醇高效Cu基催化剂对循环利用该温室气体具有重要意义。工作通过共沉淀、后浸渍法制备了系列助剂(Mn, In, Mo, Mg, Zr)改性的Cu/ZnO/Al2O3 (CZA)催化剂，并用固定床反应器评价了其CO2加氢制甲醇催化性能。采用CO2-TPD、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和H2-TPR研究了金属改性助剂对CZA物理化学性质的影响。此外，通过原位红外漫反射光谱表征揭示了CO2加氢制甲醇反应机理。结果表明，Mn改性CZA催化剂具有良好的还原性能、优异的CO2吸附能力和适宜的Cu+/Cu0比，恰当的Cu+/Cu0比例可促进甲氧基的稳定与转化，从而产生更多的甲醇。金属改性有助于增强铜与载体的相互作用，促进催化剂还原，抑制活性铜组分聚集。与未经处理的CZA催化剂相比，Mn改性催化剂表面具有更多中强碱性位点，有助于吸附更多的CO2，进一步加氢形成甲酸盐、甲氧基等中间体。CZA和改性CZA上CO2加氢生成甲醇反应机理遵循甲酸盐途径，甲氧基是关键中间体。Mn改性CZA催化剂由于较强的金属-载体相互作用，催化剂表面Cu纳米颗粒解离H2能力得到提高，载体中存在的间隙H有助于甲酸盐物种的产生，消耗的间隙H由表面Cu纳米颗粒解离出的H原子补充。改性催化剂中的间隙H存在和解离H2能力提升加速了中间物种的形成与转化，促进甲醇的生成。

相关文章 | 多维度评价

Select

2. 锂云母提锂技术研究进展

杨泓钟巍钟发平赵佳慧李栋张磊郭学益

过程工程学报 2024, 24 (11): 1251-1262. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224019

摘要（598）

HTML （17）

PDF （1677KB）（174）

锂及其化合物是现代工业不可或缺的材料，在电池、陶瓷、润滑剂等领域有着重要应用。尽管我国含有丰富的锂资源，但大部分赋存于盐湖卤水中，受资源禀赋和地理位置气候的限制，其产能无法满足我国新能源产业快速发展的需求，矿石提锂已成为重要的锂产品来源。江西宜春地区拥有我国最大的伴生锂云母资源，开发利用其中锂云母资源对保障我国锂资源的可持续发展具有重要意义。本工作综述了现有锂云母提锂工艺的原理和优缺点，在对现有方法的认识基础上，对酸法、碱法和盐法等典型锂云母提锂工艺进行了总结和评价，其中酸法工艺较为成熟，但存在浸出液除杂困难、提锂效率低和设备腐蚀问题；碱法工艺虽然提锂效率高，但其反应机理尚未明晰，废渣难以利用；盐法工艺虽然对锂的选择性高、工艺简单，但也存在能耗高、渣量大的问题。锂云母提取工艺的发展方向应致力于多种技术协同处理，实现有价元素高效、经济和环保的提取，为此提出了一些工艺改进的措施，旨在为未来工艺的研究、开发、优化和工业应用提供参考。

相关文章 | 多维度评价

Select

3. 湿法磷酸中铝铁杂质深度萃取脱除工艺及机理研究

戴友志朱干宇孟子衡李会泉徐成金孙国新李防贺雷张永芳

过程工程学报 2024, 24 (10): 1241-1250. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224056

摘要（449）

HTML （7）

PDF （4480KB）（142）

湿法磷酸工艺生产的磷酸产品杂质种类多、含量高，制约后端应用。湿法磷酸深度净化技术可以实现湿法磷酸短流程直接制备磷系新能源材料，是磷化工领域内的研究热点和前沿。本工作采用溶剂萃取法进行湿法磷酸中铝铁的萃取分离，研究了不同萃取剂、萃取剂含量、萃取时间、萃取温度、萃取O/A比(萃取相与磷酸体积比)和萃取级数对磷酸中铁铝杂质萃取分离效果的影响规律，筛选出最优条件：N,N-N-正辛胺二亚甲基苯基膦酸(OADMPPA)萃取剂、萃取剂含量20wt%、萃取时间3 min、温度25℃、单级O/A比1:1、错流3级萃取，最优萃取条件下，Al, Fe萃取率分别为54.5%和99.6%，磷酸中铝和铁含量分别由0.857wt%和0.175wt%降至0.717wt%和0.015wt%，MER值(磷酸中铝铁镁对应氧化物含量之和与五氧化二磷含量比)由9.037%降至7.227%。随后，针对O/A比1:1单级萃取条件下得到的负载Al, Fe的萃取剂，进行反萃工艺优化，筛选出草酸铵为最优反萃剂，优化的反萃条件：温度25℃、错流5级反萃、单级O/A比2:1、反萃时间15 min、反萃剂浓度0.2 mol/L，在优化反萃条件下，负载萃取剂Al, Fe的反萃效果分别达96.4%和88.3%，基本实现负载萃取剂Al, Fe有效反萃。最后开展了萃取剂铝铁萃取机理研究，通过对萃取过程中化学计量数计算、傅里叶红外分析，明确萃取过程中1分子Al和1分子Fe分别与1.5分子和2分子OADMPPA萃取剂结合，作用官能团为P=O和P-O-H键，同时，Al, Fe的萃取过程存在竞争机制，Fe更易被萃取。

相关文章 | 多维度评价

Select

4. 高炉煤气中H₂S在羟基氧化铁上的吸附氧化机理研究

刘旭东李玉然彭书雯刘利徐文青朱廷钰

过程工程学报 2024, 24 (12): 1417-1424. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224002

摘要（331）

HTML （3）

PDF （4860KB）（71）

采用沉淀法制备了羟基氧化铁(α-FeOOH)吸附剂，利用固定床-气相色谱联用平台测试了其对H2S的吸附容量，发现其硫容达到了63.8 mg/g，测试了O2和H2O对硫容的影响，发现二者均存在最佳浓度，在选定条件下O2和H2O最佳浓度分别为0.3vol%和3vol%。采用XRD, XPS, TG和CO2-TPD等表征了吸附剂的理化性质及含硫组分的赋存形态，发现α-FeOOH吸附H2S后硫物种主要为硫单质和硫酸盐(SO42-)。通过预吸附氧气的方式分析了O2在反应中的作用，吸附态的氧促进硫单质形成，气态的O2存在会增加SO42-的比例。通过原位漫反射红外光谱测试了H2S吸附的中间产物，H2S在α-FeOOH表面吸附与晶格氧或羟基结合生成HS-，HS-被Fe3+氧化发生电子转移生成硫单质或者被O2氧化生成SO42-。本工作为吸附剂优化制备及高炉煤气净化技术应用提供了理论依据。

相关文章 | 多维度评价

Select

5. 基于药物-辅料相互作用的药物释放机制研究进展

宋坤旺丁叶薇沈忱吴昊旻吉远辉

过程工程学报 2024, 24 (10): 1127-1136. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224021

摘要（318）

HTML （26）

PDF （840KB）（94）

药用辅料称为“非活性成分”，是药物制剂中除药物活性成分以外的其他组分，药用辅料是药物制剂中不可或缺的重要组成部分，其会通过形成药物-辅料相互作用等方式显著影响药物制剂的释放性能，对于药物制剂的有效性和安全性影响至关重要，高端制剂的发展也对辅料提出更高要求，因此需要剖析高端制剂中辅料对药物制剂质量影响的机制。辅料的加入可以增强药物活性成分的释放度和生物利用度、提高并维持药物的稳定性、实现药物的可控靶向释放以及充当掩味剂和甜味剂，提高药物的生物利用度和患者的服药依从性，但愈来愈多的研究表明辅料会产生生理活性而影响药物药代动力学，引起过敏或不耐受等不良反应，大量摄入辅料也可能通过与药物形成相互作用从而抑制药物释放。本工作从药物-辅料相互作用角度，简述了常用的辅料对药物释放的影响机制，如聚合物、介孔二氧化硅，同时归纳了基于药物-辅料相互作用的数学模型、分子模拟及机器学习等手段深入揭示辅料调控药物释放机制的研究进展，并提出未来药用辅料数据库建立的发展方向，为高通量筛选合适的药用辅料、确定最佳载药量和辅料添加量以及选择合适生产工艺提供数据支撑和理论指导。

相关文章 | 多维度评价

Select

6. 基于压电响应的石墨相氮化碳材料的抗菌性能

马文峻王笑泽张婧坤陈运法

过程工程学报 2024, 24 (11): 1364-1374. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224098

摘要（273）

HTML （8）

PDF （7455KB）（87）

二维石墨相碳氮化物(g-C3N4)因具有规则分布的非中心对称孔，可以产生压电响应而在抗菌领域得到了广泛关注。本研究设计制备了两种含氧官能团包括羟基和羧基化的二维g-C3N4材料。研究表明，含氧官能团改性后g-C3N4的结构保持较好。压电响应力显微镜(PFM)测试证实了这些复合材料具有不均匀的表面电位分布且羟基化和羧基化材料压电性能均有显著提高。活性氧物种测试结果显示羧基化材料表现出了较强的超氧阴离子(?O2-)信号但是羟基化材料并未表现出自由基信号。这可能是由于羧基基团具有比羟基更强的吸电子能力，在压电场下促进了电子-空穴对的分离并增强了材料俘获电子的能力，俘获的电子再还原周围的吸附氧产生了大量?O2-。体外抗菌测试显示，?O2-诱导的氧化应激与物理切割相结合，对大肠杆菌的抗菌率达到了5log (99.999%)，对金黄色葡萄球菌的抗菌率达到了4log (99.99%)，超过了纯相g-C3N4和羟基化g-C3N4-H。这些发现突出了含氧官能团改性g-C3N4材料的抗菌潜力，可作为光限制环境中有希望的候选抗菌材料。

相关文章 | 多维度评价

Select

7. 退火对冷轧430铁素体不锈钢显微组织与力学性能的影响

徐帅康孙晓宇陈琳李景辉张明亚

过程工程学报 2025, 25 (1): 70-79. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224124

摘要（266）

HTML （4）

PDF （2315KB）（32）

采用55%的压下量对430铁素体不锈钢进行室温冷轧变形后，分别在800, 850, 900, 950, 1000℃进行保温退火处理15 min，采用原位拉伸和纳米压痕测试，并且利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)等技术手段研究了430铁素体不锈钢的微观组织和力学性能影响及其规律。结果表明，当退火温度由800℃升高至850℃时，试样冷轧组织再结晶率逐渐提高，由66%提高至68%，平均晶粒尺寸明显减小，由9.23 μm减小至8.07 μm，此时试样组织主要受到了晶粒细化的作用，试样强塑性提高。当退火温度从900℃升高到1000℃时，冷轧组织再结晶率进一步提高，由71%提高至89%，平均晶粒尺寸增大约1.5倍，位错密度显著降低，强度下降，塑性增强，硬度明显降低。样品在850℃退火时，晶粒细小均匀，屈服强度达到882 MPa，伸长率达到17.5%，此时硬度值为2.08 GPa，具有较好的微观组织及力学性能，因此在850℃保温退火15 min为430铁素体不锈钢的理想退火工艺。

相关文章 | 多维度评价

Select

8. 氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂电化学回收废白铜制备高纯铜

李泓达汝娟坚程明强

过程工程学报 2024, 24 (10): 1222-1229. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224041

摘要（248）

HTML （5）

PDF （1783KB）（37）

以摩尔比为1:2的氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂(ChCl-EG DES)为电解液，废白铜为阳极，钛片为阴极，在363 K和0.1~0.5 V槽电压下对废白铜进行电解分离，在阴极获得了高纯铜(Cu)。电化学测试表明，在ChCl-EG DES中金属铜溶解后以Cu(I)形式存在，0.5~2.5 mol/L CuCl浓度范围内Cu(I)的还原是一个准可逆过程。测试了Cu在低共熔溶剂中的动电位极化曲线，计算得出阳极溶解的表观活化能Ea仅为28.361 kJ/mol，表明Cu在ChCl-EG DES中的溶解过程受扩散控制。研究了杂质金属在溶解过程中的阳极极化曲线，结果表明，Sn最先被溶解进入到溶液中，而Ni和Fe的溶解电位均正于Cu，则以阳极泥的形式进行回收。电解实验发现，当槽电压升高时，直流电耗和电流效率均随之增加。当槽电压为0.5 V时，电化学回收废白铜的电流效率高达97.20%，直流电耗为216.94 kWh/t。在较高槽电压下(0.3~0.5 V)，阴极铜的形貌为粒径30~50 μm的不规则块状，在0.4 V时获得的铜纯度高达99.95wt %。

相关文章 | 多维度评价

Select

9. Kenics型静态混合器强化NaOH溶液吸收CO₂的实验分析

禹言芳于恒磊孟辉波张埔瑜

过程工程学报 2024, 24 (10): 1149-1157. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224110

摘要（242）

HTML （8）

PDF （2644KB）（130）

碳达峰和碳中和的“双碳”目标一直备受关注，目前二氧化碳排放过多导致的全球变暖问题十分严重。为了缓解全球生态问题，需要对CO2捕集技术进行研究与开发。为丰富静态混合器在CO2吸收领域的应用，将Kenics型静态混合器(KSM)作为强化反应设备。基于氢氧化钠溶液与二氧化碳(NaOH-CO2)体系，对KSM和空管两种结构下不同采样位置及气液流率的CO2吸收效率进行分析对比。使用自动电位滴定法对CO2吸收效率进行测量。结果表明，在气相流率(QG)为6 L/min，液相流率(QL)为17 L/min，采用KSM的CO2最大吸收效率比空管结构提高了72.3%。一定QG下，空管结构的CO2的吸收效率随QL增加而下降，而管道内装有KSM元件时，CO2的吸收效率随QL增大而上升。对KSM结构的体积能量耗散率(ε)进行分析，管道装备KSM元件时，CO2吸收效率达90%以上，最小ε=4.85 m2/s3。在管道Z1到Z2段，当QG=6 L/min时，气液混合总流率(QT)从20 L/min增至22 L/min，ε增大了14.7%。当QL=14 L/min时，QT从20 L/min增至22 L/min，ε增大了7.83%。ε受QL影响大于QG，在管道Z1到Z2段，系统能量消耗及反应较为剧烈。达西摩擦系数(f)随液相表观流速(UL)和气相表观流速(UG)增加均出现下降趋势。基于实验数据拟合得到UG, UL和f之间的经验关联式，R2=0.999，关联式偏差为-0.88%~0.82%。

相关文章 | 多维度评价

Select

10. 轻烃和二氧化碳水合物生成动力学促进剂研究进展

杨晓梅肖朋孙长宇陈光进

过程工程学报 2024, 24 (10): 1137-1148. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.223332

摘要（235）

HTML （6）

PDF （1331KB）（114）

深海水合物法碳封存是一种极具应用前景的碳封存方法。二氧化碳水合物的生成是水合物法碳封存的基础，然而自然条件下气体水合物的生成速率极低。在强化气体水合物生成的各种方法中，使用动力学促进剂已被证实最为高效。尽管大量轻烃水合物动力学促进剂已被广泛而深入地研究，但它们并不一定适用于二氧化碳水合物。为了找出适合二氧化碳水合物生成的动力学促进剂，有必要对二氧化碳水合物促进剂和轻烃水合物促进剂加以区分。本工作针对轻烃水合物和二氧化碳水合物分别综述了动力学促进剂的发展历程及研究现状，对比分析了不同动力学促进剂对同种水合物、同种促进剂对上述两类水合物的作用效果，揭示了动力学促进剂对轻烃水合物和二氧化碳水合物强化效果的差别。基于动力学促进剂研究进展及存在的问题，对动力学促进剂强化不同水合物生成的机理研究、促进剂评价标准建立、水合物生成热移除强化、水合物生成强化效果的进一步提升进行了展望，以期为水合物法碳封存的实施提供新的思路。

相关文章 | 多维度评价

Select

11. 喷射器制备微气泡研究进展

乔勉宫源王兰英杨卓李春雷田玉琴岳文菲

过程工程学报 2024, 24 (12): 1375-1386. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224165

摘要（233）

HTML （8）

PDF （5489KB）（115）

喷射器可快速实现气液混合并生成大量微气泡，且设备成本低，能效高，适用于规模化工业实践。喷射法生成微气泡的尺寸分布较宽，而喷射器结构参数及操作条件对微气泡尺寸的影响显著。基于以上因素，归纳了微气泡尺寸的变化规律：减小混合段长度和直径，增大扩散段角度、截面比可有效减小气泡尺寸，而收缩段角度对气泡尺寸影响较小；减小气体流量，增大工作液体流量可控制气泡尺寸在较小范围，气体体积比与气泡尺寸则呈线性关系。借助计算流体力学(CFD)模拟及粒子图像测速(PIV)技术对喷射器内气液间传递规律的研究，明确了接受室喷嘴出口处和混合段内的高效气液剪切是形成微气泡的关键，而扩散段是气泡破碎细化的主要场所。最后介绍了喷射器制备微气泡的应用，展望了未来研究热点。

相关文章 | 多维度评价

Select

12. 实验条件对共沉淀法合成的Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂中杂质含量的影响

韩倩影杨丽王浩亮陈日志程景才杨超

过程工程学报 2024, 24 (11): 1344-1353. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224102

摘要（232）

HTML （5）

PDF （9216KB）（90）

在共沉淀法合成三元锂离子电池正极材料的前驱体过程中，铁、铝、镁、铜、硫等杂质的残留会对最终合成的正极材料的电化学性能产生不利影响。现有研究缺少关于共沉淀条件对前驱体颗粒中杂质掺入的影响规律与机理分析。本工作采用多种表征方法分析共沉淀法合成的Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2中的杂质种类、含量及结构，杂质主要为钠、镁、钙、铁、铜、锌、铝、硫，可能分布在前驱体颗粒的晶内、晶间、晶体表面。结果表明，氨水浓度对铁、铜、锌、铝的含量影响较大。在pH值11.7条件下合成的前驱体为胶体，具有较大的比表面积，吸附的钠和硫含量最高，分别为28134.62和12898.50 μg/g。搅拌转速的变化对硫含量的分布有一定影响。优化三元前驱体共沉淀过程工艺条件对控制前驱体中杂质含量、提升最终三元正极材料电化学性能及安全性具有重要意义。

相关文章 | 多维度评价

Select

13. MTO副产C5+混合烯烃催化裂解制乙丙烯流程模拟

苟荣恒殷梦凡郑涛朱家伟张睿刘海燕刘植昌孟祥海

过程工程学报 2024, 24 (12): 1407-1416. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224127

摘要（232）

HTML （3）

PDF （836KB）（53）

甲醇制烯烃(MTO)是生产乙烯和丙烯的重要方式之一，混合烯烃是MTO工艺的主要副产物。MTO副产C5+混合烯烃在国能新疆化工有限公司目前仅低值售卖，未得到有效利用。为探寻MTO副产C5+混合烯烃的高值利用途径，本工作对混合烯烃进行组成和物性测试，发现混合烯烃中C5~C8烯烃的含量在80wt%以上，此外还含有少量烷烃、芳烃和含氧化合物。利用固定床实验装置开展混合烯烃催化裂解实验，在0.1 MPa、620℃、质量空速3.53 h-1的条件下，乙烯和丙烯收率分别为15.31wt%和26.94wt%。结合MTO工业装置流程，本工作设计了混合烯烃催化裂解制乙丙烯的工艺流程，基于Aspen Plus软件进行流程模拟，并对能耗较高的精馏塔进行操作参数优化。发现凝液汽提塔最佳塔板数、进料位置和回流比分别为24, 12, 1.2，脱丙烷塔最佳塔板数、进料位置和回流比分别为20, 10, 0.4，脱乙烷塔最佳塔板数、进料位置和回流比分别为28, 9, 3.4，乙烯精制塔最佳塔板数、进料位置和回流比分别为50, 21, 7.5，丙烯精制塔最佳塔板数、进料位置和回流比分别为54, 29, 5.7，轻烃分离塔最佳塔板数、进料位置和回流比分别为12, 7, 0.8，最终得到产品纯度为99.9wt%的乙烯和产品纯度为99.6wt%的丙烯。经济潜力分析结果表明，与直接低值售卖相比，混合烯烃进行催化裂解所得产品收入为初始收入的1.3倍。

相关文章 | 多维度评价

Select

14. 沉淀-焙烧法制备高振实密度四氧化三锰的研究

杨永斌张晓萱廖烺董寅瑞李骞张雁姜涛

过程工程学报 2024, 24 (10): 1186-1195. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224083

摘要（226）

HTML （8）

PDF （8360KB）（104）

过渡金属氧化物四氧化三锰因其独特的结构特征和物理化学性质，在储能领域尤其是电池行业有着广泛的应用。近年来，电池行业对四氧化三锰的产品质量提出更高的要求，其中产品振实密度是影响电池材料性能的关键因素之一。因此，为提高四氧化三锰的振实密度，本研究以高纯硫酸锰为原料，以氨水为沉淀剂，采用硫酸锰溶液沉淀-焙烧法制备高振实密度四氧化三锰，探究沉淀反应参数及热工制度对四氧化三锰振实密度的影响，并对四氧化三锰产物形貌、结构和组成方面进行表征。实验结果表明，最优工艺条件为氨锰比3:1、硫酸锰浓度2.0 mol/L、焙烧温度1150℃、焙烧时间4 h、焙烧气氛强制通风，该条件下获得的四氧化三锰锰含量为71.91wt%，D50为10.723 μm，比表面积为1.786 m2/g，形貌为类球形，微量元素含量符合要求且振实密度达到2.85 g/cm3，满足高纯四氧化三锰的行业标准。

相关文章 | 多维度评价

Select

15. 钛渣三相电弧炉内自焙电极的焙烧模拟

刘泉管小平杨宁肖军

过程工程学报 2025, 25 (4): 323-331. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224185

摘要（217）

HTML （23）

PDF （3911KB）（103）

在钛渣电弧炉冶炼过程中，自焙电极烧结的好坏决定了电弧炉能否正常运行。本文以攀钢钛渣三相电弧炉为原型，建立了交变电磁场耦合温度场的多物理场模型，开发了电磁场、温度场快速计算方法，并对比了实心/中空自焙电极焙烧过程中的电流密度、焦耳热以及温度分布规律。结果表明，实心/中空电极的电流密度分布均出现“中心低，边壁高”的分布，即集肤效应，且中空电极的集肤效应弱于实心电极，即电流分布相对更均匀。此外，实心/中空电极的开始焙烧温度均位于导电原件接触区域内，满足焙烧要求。同时，实心/中空电极到达焙烧平衡时的时间分别约为13.4 h和12.8 h，中空电极的焙烧时间相对缩短4.3%。

相关文章 | 多维度评价

Select

16. 带热回收的闪蒸级联热泵干燥系统性能分析

杨惠鹏叶楷陈龙祥

过程工程学报 2024, 24 (10): 1230-1240. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224029

摘要（212）

HTML （6）

PDF （2010KB）（93）

针对传统单级热泵的效率随着温升要求的提高急剧恶化及辅助冷凝器余热直接排出造成巨大能源浪费的问题，本工作结合干燥过程前期较低温度干燥对物料烘干品质的提升具有促进作用的特点，提出了带热回收闪蒸级联热泵干燥系统(HR-FCHP)。本工作建立了热力学模型，采用文献中的数据进行验证，并对系统进行了全面的热力学分析，同时将所提系统与单级热泵干燥系统(SSHP)、基础闪蒸级联热泵干燥系统(FCHP)和并联冷凝器热泵干燥系统(PCHP)在相同的运行工况下依次进行对比。结果表明，较于SSHP, FCHP和PCHP系统，所提出的HR-FCHP系统具有更高的节能效果和干燥效果，其系统能效比(COPh)和单位能耗除湿量(SMER)为5.40与4.31 kg/kWh，与SSHP, FCHP和PCHP系统的COPh和SMER相比分别高出53.85%和65.77%、33.00%和20.73%以及7.14%和9.40%。此外，所提HR-FCHP系统的初始投资成本(CIC)最低，为6.64万元，该系统的生命周期成本(CLCC)分别比SSHP, FCHP和PCHP系统降低了69.86%, 40.92%和8.57 %。

相关文章 | 多维度评价

Select

17. 基于界面固相反应的软磁复合铁芯成分定制策略及磁性能优化研究

王锐孔辉王海川周乐君樊希安吴朝阳

过程工程学报 2024, 24 (10): 1196-1207. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.223366

摘要（200）

HTML （3）

PDF （8243KB）（104）

因具有高饱和磁化强度、高磁导率和相对较低的磁芯损耗等优异性能，软磁复合铁芯被认为是最具发展潜力的电磁转换器件。但软磁复合铁芯的能量损耗和导磁性作为保证电磁器件有效运行的关键性能参数，却往往呈制约关系。因此，通过调控粉末基体与包覆层分布特征，增加软磁复合铁芯内部的铁磁填充因子，实现绝缘层的原位包覆，有助于达到同时限制能量损耗和提高导磁性的目的。本工作设计了一种新的界面固相反应策略，首先通过水热法将乙酸钙均匀地包覆在Fe-Si-Al软磁合金粉末表面，再利用热压烧结制备Fe-Si-Al基软磁复合铁芯，研究了烧结温度和包覆层相变对制备的软磁复合铁芯形貌、微观结构和磁性能的影响。结果表明，通过水热法乙酸钙被成功包覆在Fe-Si-Al合金粉末表面，形成了以Fe-Si-Al合金粉末为核、乙酸钙为壳的核壳异质结构；烧结温度的提高消除了软磁复合铁芯内部的孔隙，促使绝缘层发生从乙酸钙到碳酸钙再到Al2O3?SiO2?CaSiO3的转变，最终为软磁复合铁芯提供了高质量的复合绝缘层；在850℃下高温烧结制备的软磁复合铁芯绝缘包覆层致密均匀，磁稀释效应被降到最低，在10 mT、100 kHz时拥有最高的磁导率(67.2)、最低的损耗(9.24×10-5 kW/cm3)和相对更高的饱和磁化强度(129.0 emu/g)，综合性能最优，为制约传统软磁材料中导磁性与损耗间的反向关系提供了解决方案。因此，基于有机盐类化合物热分解氧化的绝缘包覆方法有望成为基于界面固相反应工程的软磁复合铁芯性能优化策略的重要补充。

相关文章 | 多维度评价

Select

18. 三维中空多孔Mn₂O₃纳米球设计制备及储锌性能提升研究

韩世昌余水华张韩方章泽恺楚化强

过程工程学报 2024, 24 (11): 1354-1363. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224052

摘要（198）

HTML （7）

PDF （2501KB）（36）

Mn2O3作为水系锌离子电池(AZIBs)的正极材料，因其卓越的储能潜力受到研究者广泛关注。然而，其应用受到材料体积膨胀和锰溶解造成的可逆性较差等因素的制约。针对这些挑战，本研究通过水热法和热处理工艺，成功制备了具有独特三维中空多孔结构的Mn2O3纳米球。这种独特的三维中空多孔结构赋予了Mn2O3更大的比表面积和更优越的离子扩散通道，从而使其具备出色的储锌性能。研究结果表明，在0.1 A/g的电流密度下，Mn-450-2h电极材料展现出高的比容量，达636 mAh/g，在经历了50次充放电循环后其比容量仍保持在330 mAh/g。同时，在0.5 A/g的电流密度下，Mn-450-2h电极材料经过500次循环后，放电比容量能够稳定在100 mAh/g。此外，对电化学储锌机制的详细分析揭示了材料的物理化学特性与其电化学性能之间的关系，为构建先进的锰基氧化物电极材料提供了新的视角和方向。

相关文章 | 多维度评价

Select

19. 套筒安装角度对窗口式套筒调节阀空化特性影响及机理分析

盛侃张深哲金志江钱锦远

过程工程学报 2025, 25 (5): 425-434. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224267

摘要（198）

HTML （22）

PDF （3732KB）（69）

窗口式套筒调节阀作为一种常见的调节阀，是过程工业系统中的关键部件，然而，阀内空化现象会导致阀门出现调节能力失效、阀内结构损伤等问题，从而影响系统正常运行。在阀门设计过程中，套筒存在两种基于工程实际的对称安装角度，本工作针对套筒安装角度对窗口式套筒调节阀空化特性影响尚不明晰的问题，通过数值模拟方法对不同套筒安装角度与工况参数影响下的空化特性以及空化产生机理进行研究。结果表明，改变套筒安装角度可以在不影响阀内流通能力的前提下，显著抑制阀内的空化现象。空化程度出现差异的成因源于阀内不同的空化产生机理。一类空化的产生源于流通面积陡缩与康达效应作用下的高速射流；另一类空化的产生源于节流窗口底部的强涡结构带来的局部压降。另外，本工作证明了强涡结构与空化产生位置有直接联系。本研究结果对实际工程中窗口式套筒调节阀套筒安装角度设置问题以及空化抑制结构优化设计均具有指导意义。

相关文章 | 多维度评价

Select

20. 微气泡强化碳酸化法制备纳米碳酸钙

田文鑫杜浩刘彪王少娜

过程工程学报 2025, 25 (2): 179-189. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224147

摘要（197）

HTML （4）

PDF （6269KB）（100）

CO2矿化利用是低品位石灰石和含钙固废资源化利用的重要方向，以乙酸为介质的间接矿物碳酸化固定CO2工艺由于乙酸介质可循环，被认为是新一代的清洁工艺，但该工艺加压5 MPa下碳酸化反应转化效率不足20%，即使引入萃取剂后碳酸化反应转化效率仍不足30%，限制了其工业化应用。针对乙酸体系反应过程碳酸化反应转化效率低的问题，本研究开发了微气泡强化碳酸化法制备纳米碳酸钙新工艺，系统研究了介质钙含量、反应温度、反应时间、pH值、曝气头孔径等对碳酸化反应转化效率的影响。结果表明：(1) 最优工艺条件为：反应时间1 h，反应温度80℃，初始pH值7.2，初始钙含量70.07 g/L，曝气头尺寸0.22 μm，在常压条件下碳酸化反应转化效率可达19.17%，与加压3 MPa的转化效率相当，同时实现了乙酸介质的再生循环，源头上避免了废水产生。(2) 将有机溶剂磷酸三丁酯(TBP)与微气泡技术耦合，所得碳酸化反应转化效率达57.5%，比文献报道的加压萃取工艺提高了13.4个百分点。(3) 在常压条件下制得长度400~800 nm、宽度小于100 nm的棒状文石型纳米碳酸钙产品。

相关文章 | 多维度评价

Select

21. 一种涡流静态混合器流动及混合特性

周逸凡金光远吴松景玉豪朱正山冯文凯宋春芳李臻峰宋飞虎李静

过程工程学报 2025, 25 (5): 471-482. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224298

摘要（193）

HTML （15）

PDF （7013KB）（74）

静态混合器无须外部能源、结构紧凑、集成便利，在食品加工行业中具有重要地位。其中涡流的引入能够显著提升其混合效率，提高反应效率及效果。目前主流涡流静态混合器通过内部结构产生涡流以达成高效混合，其结构需承受流动冲击，有损坏风险。本工作研究了一种涡流静态混合器，并通过数值模拟方法研究其流动与混合特性，考察了入口流速及结构参数，包括腔室长径比(D/H)和轴向管径比(D/Da)的影响。结果表明，混合器内部以涡流为主，伴有显著二次流，包括二次涡循环流区、短路流区以及偏心涡区。提高入口流速增强了内部涡流流动，减弱了二次流，出口分离强度显著减小。当流速达0.223 m/s，可于腔室出口达到完全混合。减小D/H或增加D/Da可强化内部涡流流动，混合效果随D/H减小而增强，随D/H由6减小至4，涡流腔出口分离强度由4.03×10-3减少至5.23×10-4。

相关文章 | 多维度评价

Select

22. 分界面高度对重力式油水分离器分离效果的影响

丁鰲榜王宗勇徐占华王丁马立勋孙铭

过程工程学报 2024, 24 (10): 1158-1165. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224011

摘要（186）

HTML （5）

PDF （3061KB）（85）

重力式油水分离器内分界面高度决定了油水两相的体积占比，影响分离器内油水两相的上浮或沉降的高度，对分离效果具有直接影响。为探究分界面高度对重力式油水分离器分离效果的影响，采用Fluent软件对不同进口流速、不同水相出口流量占比下的分离效果进行了数值模拟研究。结果表明，分界面高度随水相出口流量占比增加而降低，入口含油率越低，分界面高度降低速度越快；随着分界面高度降低油相出口含油率逐渐增加，当分界面处于分离器轴线附近时分离效果最佳，不同入口流速下油相出口含油率可达97%~98%；随着分界面高度降低，分离器整流板后方的高速区域逐渐下移且速度梯度逐渐减小，提高了聚结构件内的速度均匀度，降低了径向速度对油相出口的影响，进而提高了分离效果。

相关文章 | 多维度评价

Select

23. 本期封面和目录

过程工程学报 2024, 24 (11): 0-.

摘要（181）

PDF （2471KB）（24）

相关文章 | 多维度评价

Select

24. 两椭球形湿颗粒间液桥的形状和气液界面能量模拟

王文哲姚桂焕

过程工程学报 2025, 25 (4): 332-340. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224247

摘要（181）

HTML （17）

PDF （5086KB）（76）

湿颗粒物质广泛地存在于自然以及生产生活中。针对两垂直平行放置的椭球形湿颗粒相对旋转过程中形成的中心液桥，采用Surface Evolver软件对其形状展开研究，分析了接触角、旋转角度、重力等参数的影响。结果表明，液桥形状是一个非圆弧假设的旋转对称体，接触角变化会改变液桥形状，旋转角度、重力均使得液桥中心垂直截面轮廓线从椭圆线向双曲线转变，重力使得上下颗粒上的接触线发生移动，而颗粒旋转会导致接触线收缩；液桥气液界面面积与颗粒相对角度呈正弦函数关系。对重力下维持液桥所需的最小体积进行了研究，表明其与接触角呈二次函数关系，并随着液体密度增大而增大，而且接触角90°左右时维持液桥所需体积最小。

相关文章 | 多维度评价

Select

25. 粉尘浓度和含水率对覆膜滤料滤饼形成特性及过滤性能影响研究

陈路敏李海金朱晨胡文元钱付平郑志敏

过程工程学报 2025, 25 (4): 416-424. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224303

摘要（176）

HTML （10）

PDF （3364KB）（47）

本工作搭建了滤料实验测试台，通过分析覆膜滤料的压降、过滤效率、单位面积粉尘沉积量、滤饼厚度和厚度标准差探究粉尘浓度和粉尘含水率对覆膜滤料滤饼形成特性及过滤性能的影响。结果表明，随过滤时间延长，滤饼垂直方向上从顶部到底部厚度及其不均匀性逐渐增大，但经过一段时间后滤饼厚度不均匀性趋于稳定。随粉尘浓度增加，滤饼厚度和不均匀性逐渐增大；粉尘浓度较低时，滤饼厚度从顶部到底部整体增加缓慢，厚度差异较小；粉尘浓度较高时，滤饼顶部厚度增加较慢，底部厚度增加较快；随粉尘浓度增加，压降和单位面积粉尘沉积量增加，过滤效率约为99.9%，孔隙率整体逐渐减小。随粉尘含水率增加，滤饼均匀性差异明显，粉尘含水率为9%和13%时滤饼均匀性较差，粉尘含水率为10%~12%时，滤饼分布相对均匀。粉尘含水率对过滤性能的影响主要体现在压降的变化，含水率增加有助于减小滤饼压降，对过滤效率的影响并不明显。

相关文章 | 多维度评价

Select

26. 水泥回转窑内多物理场耦合模拟研究

关晶田于杰刘银杰李飞叶家元许成文卢春喜王维何险峰

过程工程学报 2025, 25 (5): 445-458. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224299

摘要（171）

HTML （17）

PDF （4063KB）（69）

水泥回转窑作为水泥生产过程中的关键设备，其内部的气相煤粉颗粒燃烧与固相水泥烧结反应同时进行，这两个过程对于水泥熟料产品的生成及产品质量具有决定性的影响。然而，由于二者之间的反应速率和流速差异较大，现有的模拟多数局限于对单一的固相烧结或气相煤粉燃烧反应过程研究，对二者之间的相互作用探讨较少。针对这一不足，提出一种创新的气固相耦合模拟方法，将窑内区域划分为三维气相煤粉燃烧区和一维固相水泥烧结区，分别进行独立模拟，并通过迭代计算实现两者之间的紧密耦合。耦合模拟方法有效克服了气相与固相间流速显著差异带来的模拟挑战，能够更全面地揭示窑内流体流动、热量传递及化学反应的相互作用机制，为回转窑这一复杂系统提供了一种多尺度耦合模拟方法。耦合模拟结果显示，相较于传统的单一一维或三维模拟，这种方法能显著提高模拟精确度，模拟结果与工厂实际熟料输出数据高度吻合，更真实地还原了工业窑内发生的反应过程，显著提升了模拟精度。可有效指导回转窑优化设计和操作流程，从而提高熟料产品质量，为水泥回转窑的仿真提供了一种准确、高效的模拟方法。

相关文章 | 多维度评价

Select

27. 含硫烟气对MFM-136捕集CO₂的影响及烟气组分共吸附机理研究

许丽耿娜刘文田京雷朱廷钰姚明水郭旸旸

过程工程学报 2024, 24 (12): 1425-1434. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224094

摘要（171）

HTML （2）

PDF （4825KB）（50）

在全球向可持续低碳经济过渡的过程中，实现吸附剂高吸附容量和长久稳定性之间的平衡至关重要。本研究以具有Kagome构型的MFM-136为研究对象。采用XRD, BET, FT-IR, TG和SEM分析了MFM-136的结构和性质，考察了MFM-136的CO2吸附性能，进一步通过CO2穿透实验和原位红外光谱(in situ DRIFTS)实验明确了杂质气体与CO2之间的竞争吸附关系，揭示了烟气组分在MFM-136表面的共吸附机理。吸附实验结果表明，MFM-136在298 K下的CO2和H2O吸附容量分别为3.0和11.94 mmol/g，MFM-136的微孔(0.59 nm)及其骨架中的多重吸附位点使其可以在室温下选择性吸附CO2，298 K下CO2/N2吸附选择性达24，气体的等量吸附热达23 kJ/mol，在120℃脱气30 min即可实现吸附能力的完全再生。穿透实验和in situ DRIFTS实验表明，O2的存在促进了CO2的化学吸附。SO2在吸附剂上主要发生化学吸附，形成硫酸盐和亚硫酸盐。含氧条件下NO与O2反应生成NO2，与吸附剂之间形成强烈的化学吸附，生成硝酸盐和亚硝酸盐物种。水蒸气的存在不仅促进了CO2的化学吸附和碳酸氢盐的产生，同时也促进了CO2与SO2, NO之间的竞争吸附。

相关文章 | 多维度评价

Select

28. 水蒸气催化烟气中CO气相氧化研究

刘斌汤正怡高杰春熠代梦博春铁军

过程工程学报 2024, 24 (12): 1435-1441. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224028

摘要（171）

HTML （2）

PDF （2643KB）（100）

铁矿烧结是钢铁行业仅次于高炉炼铁的第二大碳排放工序。烧结料面喷吹水蒸气可以提高烧结料层燃料燃烧效率，降低烟气CO排放浓度。本工作对烧结料面喷吹水蒸气在烧结过程中实现CO减排的机理进行研究，采用固定床实验模拟烧结料面喷吹水蒸气，研究了高温条件下水蒸气对CO气相氧化的影响。结果表明，气相体系中水蒸气对CO氧化有显著促进作用。CO气相氧化在无水的条件下几乎不发生，2.0%体积分数以上水蒸气显著促进CO氧化；水蒸气催化CO氧化反应起始于650℃，随温度升高反应不断加快，700℃及以上时会出现一个稳定连续的反应区间。随着通入水蒸气体积分数的增加，CO气相氧化的开始时间提前，持续时间延长。在O2和CO体积分数分别为2.0%, 2.5%的条件下，水蒸气体积分数为12.0%时促进CO氧化效率最高，CO氧化效率可达99.95%。该研究对完善烧结料面喷吹水蒸气技术理论，指导生产实践具有重要意义。

相关文章 | 多维度评价

Select

29. 变径圆管内离散气泡运动行为及变形特性

李枫明亮邢雷蒋明虎赵立新关帅

过程工程学报 2025, 25 (4): 341-353. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224229

摘要（168）

HTML （12）

PDF （9843KB）（72）

离散气泡在变径圆管内的变形动力学行为是指导气液两相介质输运及分离的重要理论。针对变径圆管结构，开展不同雷诺数及气泡粒径条件下的变径场域内离散气泡的运动行为研究。分析不同入口雷诺数下变径圆管内的流型流态、速度场以及气泡变形特性，探索变径圆管内流场特性与离散气泡间的相互作用规律。结果表明，气泡使其周围的流体速度变化，造成速度梯度增加，致使其周围流场的湍动能上升；此外，随着入口雷诺数增大，气泡在流场内的破碎位置越趋向于突扩截面处，当入口雷诺数Re=5.16×103时，气泡的破碎距离最短为16.09 mm；当雷诺数不变，气泡半径从2.5 mm增大至4.5 mm时，气泡的无量纲最大变形量由0.26增加至0.67，数值模拟结果与实验结果呈现出较好的一致性。

相关文章 | 多维度评价

Select

30. 面向新能源消纳的新型重力热管储能单元设计及其性能研究

张舒程远林余虎张毅谢锦林廖兴炜章仁刘昌会顾彦龙

过程工程学报 2025, 25 (4): 373-381. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224288

摘要（168）

HTML （11）

PDF （2378KB）（56）

在全球气候变化问题日益严重的背景下，推动能源结构转型，减少对化石燃料的依赖，提高新能源的消纳能力，已成为必然趋势，在能源消耗占很大比重的建筑供暖领域更是如此。本工作设计了一种新型的翅片结构方形液腔及重力热管耦合的储能及供暖单元，并通过搭建储热平台对该储能单元的壁温特性、启动特性、传热性能及均温性能进行实验探究。随后，对该单元储放热特性进行综合评价，研究发现，该储能单元中耦合的新型重力热管对储能过程的启动特性、传热特性及均温性能均起到重要作用，其最低传热热阻低至0.018℃/W，最大等效导热系数可达239.15 kW/(m?℃)。最低启动温度仅为56.9℃，最低均温系数可达0.009。单元最大供暖系数可达3.83。该新型储能单元的设计及研究结果对移动式供暖单元及分布式能源的综合利用具有重要参考价值。

相关文章 | 多维度评价

Select

31. COSMO-RS筛选离子液体分离异丙醇-乙腈机理分析

范俊刚孟月赫明鑫郝家锐李文秀

过程工程学报 2025, 25 (1): 53-61. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224115

摘要（167）

HTML （4）

PDF （4905KB）（105）

高效分离化工生产中产生的醇腈类共沸物是化学工业领域的一项难题，该领域中应用较广泛的萃取精馏技术对萃取剂的选择及机理分析提出了更进一步的要求。利用COSMO-RS模型辅助，通过量化计算预测流体热力学性质，从大量可能溶剂中筛选出适用于某一混合体系的离子液体(ILs)萃取剂，可显著减少实验量，提高研究效率。通过模型预测值与实验值的对比，验证了COSMO-thermX软件预测离子液体分离醇腈共沸物效果的准确性。以ILs的分离选择性、ILs对异丙醇(IPA)-乙腈(MeCN)混合物近沸点处相对挥发度的影响以及ILs对于IPA的溶解度为指标，分析了由24种阳离子和19种阴离子组成的456种ILs对IPA-MeCN的分离效果的影响规律。筛选得到四乙基醋酸铵([N2,2,2,2][Ac])为最佳萃取剂。进一步利用超额焓分析、相互作用能分析和弱相互作用分析等方法研究混合物中IPA、MeCN分子与[N2,2,2,2][Ac]的相互作用，探讨了[N2,2,2,2][Ac]为萃取剂分离IPA-MeCN的分子间分离作用机理。结果表明，[N2,2,2,2][Ac]与IPA之间的相互作用强于MeCN，从而加速了原有共沸结构的破坏。COSMO-RS模型辅助筛选ILs萃取剂及分离机理分析为进一步了解离子液体在共沸体系分离中的作用提供了重要的信息，对新型萃取精馏技术中萃取剂的开发具有一定的参考价值。

相关文章 | 多维度评价

Select

32. 预焙烧活化低质铝土矿的碱液溶出机理与动力学

陈天祥马海军庞凯峰王源涛张亦飞

过程工程学报 2025, 25 (1): 62-69. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224137

摘要（166）

HTML （7）

PDF （1329KB）（67）

近年来，随着氧化铝产量急剧增加，我国可供开发利用的优质铝土矿资源严重不足，多数为难处理的高硫高碳低品位一水硬铝石型铝土矿，优质铝土矿资源贫化与低品位铝土矿利用问题已成为制约我国氧化铝行业可持续发展的主要瓶颈。因此，低品位铝土矿资源的有效利用对我国氧化铝行业可持续发展具有重要意义。针对这一问题，本工作提出了一种硝酸钠与低品位铝土矿预焙烧活化耦合低碱溶液溶出的新方法。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等技术手段对铝土矿及预焙烧制的熟料进行表征，详细研究了预焙烧铝土矿碱液溶出氧化铝的温度、溶出时间、固液比等技术参数的影响，重点研究了预焙烧铝土矿低碱溶液溶出的机理与动力学。研究结果表明，添加硝酸钠预焙烧后，促使铝土矿的微观结构变得疏松，呈现出孔洞和沟壑结构；铝硅比为3.57的铝土矿经活化预焙烧后，使用较传统拜耳法溶出浓度更低的160 g(Na2O)/L的低浓度苛性碱溶液溶出，在溶出温度为270℃、溶出时间为60 min、固液比为300 g/L的条件下，氧化铝的溶出率可达87.22%，赤泥的铝硅比可降至0.88，该方法能有效提高低品位铝土矿中氧化铝的溶出率，并突破了拜耳法理论溶出率的限制；其动力学研究表明，预焙烧熟料氧化铝溶出的表观活化能为23.21 kJ/mol，其溶出过程为混合控制。

相关文章 | 多维度评价

Select

33. 超薄玻璃物理钢化使用的冲击射流阵列设计与传热性能

李智杰朱科钤林金汉张忠强程广贵丁建宁

过程工程学报 2024, 24 (12): 1387-1397. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224106

摘要（162）

HTML （4）

PDF （5215KB）（145）

针对气浮式超薄玻璃物理钢化加热炉内高效、均匀传热需求，开展低射流高度下带回流孔冲击射流阵列参数化设计研究。建立了三维高温阵列射流冲击传热数值模型，模拟研究了不同设计参数对射流冲击瞬态传热的影响。结果表明，在低射流高度下带回流孔的阵列射流模型中，当雷诺数从2000增加至10 000，表面平均努塞尔数增加了243.3%，传热均匀性提高了90.9%；回流孔直径对传热影响显著，回流孔与射流孔直径比值(D1/D)从1增至3，平均努塞尔数先增大后减小，在D1/D=2时，平均传热效果出现转折点，且始终获得了比对应的传统阵列射流更高的平均努塞尔数；回流孔直径越小，回流孔与射流孔处的最大流速差逐渐减小，从而表现出优秀的传热均匀性。此外，减小射流孔间距与直径比值(S/D)改善了传热均匀性，S/D=4和D1/D=1时，相对于相应的传统阵列射流，传热均匀性最大改善了46.24%。研究结果可为高效射流冲击结构设计及应用提供理论基础。

相关文章 | 多维度评价

Select

34. 颗粒静电效应对气固流化床流动参数的影响

于化龙孙建龙胡霞丁宇航

过程工程学报 2025, 25 (5): 459-470. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224305

摘要（162）

HTML （11）

PDF （4241KB）（43）

忽略静电效应是气固流化床中沉降分离高度实际值与预测值之间误差产生的重要原因。由于难以定量控制颗粒带电量，因此很难通过实验方法研究静电效应对沉降分离高度造成的影响。本工作考虑颗粒间的静电效应，采用CFD-DEM数值模拟方法，对三维流化床中的颗粒夹带和沉降分离高度问题进行研究。结果表明，颗粒之间的静电效应会抑制颗粒夹带，降低夹带率；颗粒带电量较小时，颗粒间静电力可以增大平均颗粒高度和自由空域中颗粒纵向速度，增加了沉降分离高度；颗粒带电量较大时，颗粒间的静电吸引力容易造成颗粒团聚，降低了自由空域中的颗粒浓度，抑制了颗粒夹带，减小了沉降分离高度。

相关文章 | 多维度评价

Select

35. 不同高度下电线燃烧滴落对典型保温材料引燃燃烧影响

徐鹏黄新杰张萌丁海龙王帅帅张朋远唐刚

过程工程学报 2024, 24 (10): 1177-1185. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224005

摘要（161）

HTML （2）

PDF （3707KB）（39）

泡沫由于具有保温性能好、防水性好、节约能源等优良性能而常被用于建筑物外墙保温材料，但由于其具有易燃性，存在火灾隐患。本工作通过实验的方法研究了不同高度下电线燃烧产生的液滴对三种泡沫保温材料的引燃影响。结果表明，液滴在不同高度下的滴落过程存在不同的滴落现象，普通的聚苯乙烯泡沫(EPS)会被液滴滴穿；而硬质聚氨酯泡沫(RPUF)及其加入石墨(EG)的泡沫则会被点燃，被点燃的RPUF还会反过来影响聚乙烯(PE)管的火焰；但RPUF+EG10泡沫上的火焰较小，对PE管上的火焰影响较小。在RPUF泡沫燃烧结束时，PE管滴落的火焰仍可以在碳层上附着，使RPUF泡沫在燃烧过程中存在两个温度峰值，但RPUF+EG10泡沫会形成小型池火，使温度稳定在一个区间内。RPUF在燃烧过程中产生的热量可分为三个区域，而RPUF+EG10泡沫燃烧时，热量较小且会一直增加。

相关文章 | 多维度评价

Select

36. 平板式陶瓷膜过滤特性数值模拟

卢铮安燕邓洋程燃刘海田蒙奎

过程工程学报 2024, 24 (11): 1263-1273. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224044

摘要（159）

HTML （10）

PDF （4875KB）（58）

平板式陶瓷膜因其耐腐蚀、耐磨蚀、处理能力大等优点，广泛用于铁矿、铜矿、磷矿等金属、非金属料浆过滤分离过程。为深入探究平板式陶瓷膜在磷精矿分离过程内部流场特性，进一步优化工艺参数、膜结构和膜污染防治，建立了平板式陶瓷膜仿真模型，通过实验和计算流体力学分析，先验证多孔介质模型在模拟中的可靠性，然后研究了陶瓷膜过滤纯水时内部压力、流量的变化以及空气进入、工作压力、矿浆浓度对过滤的影响。模拟结果表明，空气进入对工作压力为-0.08 MPa时的真空度影响最大；瞬态仿真揭示了陶瓷膜在过滤时从开始抽气到流量稳定全过程的变化规律，发现开始过滤的前3 s为其高效过滤区间，之后流量下降并稳定，稳定流量大小取决于出口工作压力；-0.06和-0.08 MPa的工作压力在5 s内累积过滤流量差异极小。研究结果可为不同工艺需求选择高效过滤的时间和适用压力，及提高生产效率和降低能源消耗提供理论指导。

相关文章 | 多维度评价

Select

37. 湿式弦栅协同作用下的新型线板式电除尘实验研究

丁厚成薛亚芹邓权龙张文静陈圳杨

过程工程学报 2025, 25 (4): 382-388. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224304

摘要（159）

HTML （9）

PDF （3889KB）（30）

为提高工业上对细颗粒物的除尘效率，基于传统的湿式弦栅过滤除尘及电除尘理论，将湿式除尘与电除尘分区布置，搭建了湿式弦栅协同作用下的新型电除尘实验系统，通过单一静电除尘实验探究了波纹极板的波长与振幅在不同电压、风速下对除尘效率的影响，并获取波纹极板最佳的波长值与振幅值；通过复合湿式电除尘实验探究了电压、风速、雾化压力对除尘效率的影响，并验证了波纹极板作为收尘极板时在湿式电除尘系统中的除尘效果。结果表明，单一静电除尘中的除尘效率与电压成正比，与风速成反比；不同波长、振幅的波纹极板的除尘效率在不同的电压、风速条件下较平板均显著提高，其中振幅对波纹极板的除尘效率的影响更为显著，波长为150 mm、振幅为60 mm的波纹极板除尘效率最佳；复合湿式电除尘系统的除尘效果相较于单一电除尘系统显著升高，复合湿式电除尘系统中的波纹板与水组合的除尘效率高于平板与水组合的除尘效率，除尘效率随着风速、雾化压力增加先增加后降低，与电压成正比；当电压、风速、雾化压力分别为30 kV, 0.6 m/s, 6 MPa时，该系统除尘效率最高达到96.08%。

相关文章 | 多维度评价

Select

38. CeO2/氮掺杂碳材料表面结构调控及染料去除性能

黄耀华张浩刘妍绮王冰慧饶日川

过程工程学报 2025, 25 (4): 389-398. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224210

摘要（158）

HTML （11）

PDF （4849KB）（56）

本工作通过控制硝酸铈和三聚氰胺的投料顺序，调节了CeO2/氮掺杂碳复合材料的表面结构。通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和Zeta电位等表征技术，发现投料顺序对CeO2/碳氮复合材料的氮含量、CeO2分散性、表面电荷分布、孔的结构及比表面积产生显著影响。相对于先加入三聚氰胺制备的CeO2/碳氮复合材料(MCe)，先加入硝酸铈制备的CeO2/碳氮复合材料(CeM)尽管具有较低的比表面积和不太理想的孔结构，但由于其具有更高的氮含量，促进了CeO2在复合材料中的分散；此外，Zeta电位测试表明，CeM样品表面主要带正电荷，由于刚果红在溶液中主要以阴离子形式存在，能与带正电荷的样品表面形成静电吸附作用。因此，先加入硝酸铈所制备的CeO2/碳氮复合材料展现出更高的刚果红去除效率。

相关文章 | 多维度评价

Select

39. 射流角度对中心多股射流反应器的混合性能的影响

王丁王宗勇马立勋丁鰲榜徐占华

过程工程学报 2024, 24 (12): 1398-1406. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224111

摘要（158）

HTML （4）

PDF （4901KB）（63）

为了探究中心多股射流反应器射流与横流相对流动方向与混合性能之间的关系，提出了以法向角α和旋转角θ表征的三维射流角度概念，采用Fluent多相流模型对空间多种射流角度下的混合性能进行了模拟研究。结果表明，在各个角度下，分离强度随着轴向距离增加而减小，且在第六列射流管之前分离强度下降幅度最大；θ=67.5°是较为理想的旋转角，在此角度下各反应器均呈现较好的混合效果；进出口截面的压降随着旋转角增大而提高，且上升幅度随着α增大而升高；θ=90°时分离强度下降斜率最大，说明其能够在较短距离使分离强度达到0.05；随θ增大，混合发展段螺距减小，旋流作用增强；射流冲击壁面的距离与α成正比，与θ成反比。

相关文章 | 多维度评价

Select

40. 钒钛磁铁矿钠化冶炼渣与SiC耐火材料间的润湿及界面行为研究

赵斐边志伟赵宏欣陈德胜王丽娜甄玉兰袁章福齐涛

过程工程学报 2024, 24 (11): 1326-1334. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224108

摘要（158）

HTML （3）

PDF （1590KB）（44）

为了研究SiC耐火材料在钒钛磁铁矿钠化冶炼工艺中的耐腐蚀性能，本工作对钒钛磁铁矿钠化冶炼渣与SiC耐火材料基板间的润湿及界面行为进行了研究。研究过程采用高温润湿实验装置，以钒钛磁铁矿钠化冶炼渣及SiC耐火材料为实验原料，采用静滴法考察了Na2O含量的变化对熔渣与耐火材料之间润湿及界面行为的影响。结果表明，随着熔渣中Na2O含量的增加，熔渣的熔点明显降低，在SiC基板上润湿铺展效果变好。同一时间及温度下，熔渣与SiC耐火材料基板间的接触角随着Na2O含量的增加而减小，熔渣与SiC耐火材料基板之间的界面能也随之降低，使熔渣与SiC耐火材料基板粘接紧密，两相之间更容易润湿；熔渣中生成的大量含钠低熔点化合物降低了熔渣的黏度，提高了其流动性，渣中分子或离子的传质扩散增强，从而加速了SiC耐火材料的氧化。Na2O含量从20.00wt%增加至40.00wt%，熔渣与基板间从分离状态过度到粘连状态，最终出现均匀的反应层。SiC耐火材料对20.00wt% Na2O含量的熔渣具有较好的抗侵蚀效果，随着Na2O含量增加，抗侵蚀性能逐渐下降。研究结果为钒钛磁铁矿钠化冶炼过程中耐火材料的抗渣研究提供了一定的依据。

相关文章 | 多维度评价

摘要点击排行