过程工程学报

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1. 连铸FC结晶器电磁参数的优化

高晨张立峰王强强

2014, 14 (1): 1-8.

摘要（1109）

PDF （829KB）（243）

为了优化国内某钢厂FC(Flow Control)结晶器电磁制动参数以适应生产需要，研究了不同电磁参数下的磁场对结晶器内钢液流动形态的影响. 结果表明，FC结晶器内最大磁场强度与电流成正比；电流在一定范围内(I<665 A)变化可控制表面流速大小，超过该范围则主要影响钢液表面流速大小的位置分布；流股撞击深度随电流增加而减小，窄面撞击压强在电流为665 A时达到最大值1890 Pa；下部磁场位置变化与表面流速最大值成正比，且比上部磁场位置变化对钢液表面流速的影响更大，钢液表面流速随上衔铁位置变化的最大波动值为0.010 m/s，而随下衔铁位置变化的最大波动值为0.025 m/s；FC结晶器内流场形态是上、下磁场大小及位置共同作用的结果.

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2. 带中心管的两股催化剂颗粒混合预提升结构中的流动特性

朱丽云范怡平卢春喜

2014, 14 (1): 9-15.

摘要（899）

PDF （375KB）（189）

在一套大型冷模实验装置上，采用光纤测量系统考察了带中心管的两股催化剂颗粒混合预提升结构内固含率和颗粒速度的分布，以径向不均匀指数对固含率和颗粒速度径向分布进行定量描述，并与不同的预提升结构进行对比. 结果表明，带中心管的预提升结构沿轴向可分为底部、中心管和提升管区，各区固含率和颗粒速度径向分布均匀程度为提升管区>底部区>中心管区；提升管区内1.3~2.3 m间存在一固含率和颗粒速度分布均匀截面；与无中心管的预提升结构和传统预提升结构相比，本实验结构固含率径向分布更均匀，有利于油剂接触；确定了截面平均固含率的影响参数为终端固含率es', Froude数Fr和轴向高度/提升管直径h/Dr；由实验数据回归出预提升结构内截面平均固含率轴向分布的经验模型，计算值与实验值吻合较好.

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3. 电渣重熔过程中电磁与流动及温度场的数值模拟

刘艳贺贺铸刘双刘政夏添王芳李宝宽

2014, 14 (1): 16-22.

摘要（1017）

PDF （907KB）（492）

以电渣重熔体系电极、渣池和钢锭为研究对象，利用有限元分析软件求得稳定电渣重熔过程中电磁场和焦耳热场分布，并通过计算流体力学软件模拟耦合电磁场和焦耳热场的三维电渣重熔过程. 分析了基本控制参数下电渣重熔过程金属熔池的形状、温度和速度场分布. 结果表明，计算值与实验值总体吻合良好，尤其在渣-金界面以下部分，最大误差不超过10%；当电极插入深度为0.015 m时，渣池两侧的逆时针方向旋转涡流之间出现一个中间区域，中间区域的速度场为顺时针方向旋转涡流；电极插入深度每增加0.015 m，温度场最大值下降约为最大温度值的1%.

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4. 最大叶片式桨流体动力学性能的数值模拟

李健达苏红军张庆徐世艾

2014, 14 (1): 23-29.

摘要（963）

PDF （550KB）（572）

运用CFD方法研究了最大叶片式桨在层流区域内的流体动力学性能，模拟体系为高粘度牛顿流体和非牛顿流体，主要考察桨叶的功耗特性、Metzner常数、剪切性能和排液性能. 结果表明，功耗计算值与文献实验值基本一致；桨叶的Metzner常数ks=10与流变行为指数n无关；搅拌形成双循环流型，釜中部桨叶所在区剪切速率大、排液量大，产生的漩涡流也大，导致剪切效率低于0.5；随雷诺数增加(Ren=1.4, 5.0, 7.6)，全釜平均剪切速率(3.40, 9.91, 15.05 s-1)和全釜平均排液量(0.0014, 0.0033, 0.0052 m3/s)逐渐增加，尤其是桨叶下端两翼区平均剪切速率(4.36, 11.48, 16.35 s-1)和平均排液量(0.0026, 0.0064, 0.0095 m3/s)增加相对较大. 说明Ren增加，搅拌混合作用加强，剪切速率大产生的界面积大，排液量大使高低剪切区内流体快速循环，有利于流体高效混合.

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5. 几种典型铁矿粉的流化特性

梁海龙温良英鲁峰钟泓

2014, 14 (1): 30-35.

摘要（1031）

PDF （286KB）（290）

利用内径150 mm的D型有机玻璃流化床模型，对澳矿、巴西矿、北方矿和钒钛矿典型铁矿粉的流化特性进行了实验研究，获得了其流化特性曲线、初始流化速度和最大床层压降，并将初始流化速度的实测值和理论计算值进行了比较分析. 结果表明，矿粉粒度是影响其流化特性的最主要因素，粒径越大，床层所需要的初始流化速度越大，实测值和理论估算值基本相符；粒度小于0.125 mm钒钛矿流动性较差，在流化过程中易出现沟流现象；粒度范围较宽的矿粉，完全流态化时，细矿粉随气流夹带逸出明显；在粒度相同的情况下，几种不同的铁矿粉的开始流化速度接近，而床层压降有较大差异，巴西矿的床层压降明显大于其他三种铁矿粉. 最大床层压降的最小值均出现在粒度为0.25~0.425 mm，为铁矿粉流态化还原过程中较适宜的粒度范围.

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6. 导流板对旋风分离器内气固两相分离性能的影响

梁家豪李阳孔祥功刘美丽

2014, 14 (1): 36-41.

摘要（1054）

PDF （834KB）（196）

通过数值模拟对环形空间设有导流板的旋风分离器进行了研究. 与常规单入口旋风分离器相比，设置导流板显著改善了旋风分离器内的非轴对称流动，使流场的旋转中心与分离器的几何中心重合，从而抑制了旋风分离器内的涡核摆动现象. 气固两相模拟结果表明，加入导流板可明显提高旋风分离器的分离效率，尤其是对于粒径为5 mm的小颗粒，分离效率从53.4%提高到94.6%，捕集效率显著提高.

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7. 内循环三相生物流化床反应器中流体的循环速度

牛凯远胡堃余孟栗黄卫星

2014, 14 (1): 42-46.

摘要（857）

PDF （323KB）（451）

通过实验和CFD模拟研究了反应器内气含率和局部阻力系数与操作参数和结构参数的关系. 结果表明，气含率随进气速率Ugr增大而增大，局部阻力系数随反应器升、降流区截面积比Ar/Ad增大而减小，随导流筒直径与导流筒距反应器底高度之比d/h增大而增大，由此建立了升、降流区气含率和导流筒底端局部阻力系数关联式. 在此基础上，采用降流区流体速度模型，研究了局部阻力与沿程阻力对降流区速度的影响，并实验测试不同操作和结构条件下降流区的流体速度. 模型计算与实测速度对比分析表明，根据所建局部阻力系数关联式并考虑沿程阻力影响，可获得与实测结果吻合较好的降流区速度. Ugr取最大值2.29 m/s时，降流区流体速度最大可达0.32 m/s，且Ar/Ad取最大值1.61、d/h取最小值1.75时反应器中流体循环更好.

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8. Experimental Simulation on Chemical-looping Combustion of Cold Model

Huseyin Sozen 魏国强李海滨何方黄振

2014, 14 (1): 47-55.

摘要（963）

PDF （252KB）（235）

The pressure profiles, gas velocities, solid circulation rate, solids flux, residence time distribution of gas and particles in chemical-looping combustion reactors and gas leakage were studied in a cold flow model unit. And these parameters in both air and fuel reactors were measured in the experimental stage. The experimental results show that gas fluidization velocity in the air reactor is 1.8 m/s, gas fluidization velocity in the fuel reactor 0.5 m/s, and the bed materials inventory of the two reactors between 1.2 to 3.15 kg. The first cold flow model results show that the solid circulation rates are sufficient. The appropriate operating conditions are optimized and the summary of final changes is made the on cold model. The proposed design solutions are currently being verified in a cold flow model simulating the actual reactor (hot) system. This paper presents an overview of the research performed on a cold flow model and highlights the current status of the technology.

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9. 锌湿法冶炼硫渣中硫磺化学富集工艺

张盈余国林郑诗礼乔珊王晓辉蒋绍峰张懿

2014, 14 (1): 56-63.

摘要（981）

PDF （550KB）（258）

对锌精矿富氧直浸产生的硫渣中硫磺进行化学富集. 基于硫渣物理化学性质分析，得出影响硫磺品位的主要杂质是SiO2和FeS2，并进一步提出了HF溶液脱除SiO2, Fe2(SO4)3酸性溶液分解FeS2以提高硫磺品位的技术思路，研究了相应的技术条件. SiO2脱除的较佳条件为：HF溶液浓度20%(w)、温度55℃、时间3 h、液固比4 mL/g；FeS2分解的较佳条件为：Fe3+离子浓度1.5 mol/L、H2SO4浓度1.5 mol/L、Fe2(SO4)3用量为理论量2倍、温度98℃、时间5 h. 硫渣经两步处理后，硫磺含量可从70%提高至86.2%. 该工艺具有一定的工业应用价值.

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10. Si-Fe合金精炼-高温淬火-酸洗提纯硅

巫剑王志胡晓军郭占成

2014, 14 (1): 64-70.

摘要（952）

PDF （1290KB）（230）

在Si-Fe合金体系中，采用高温淬火与酸洗复合精炼提纯硅，研究了淬火后硅料的微观形貌及复合提纯效果. 结果表明，硅料中杂质元素总去除率淬火前为76.82%，淬火后为96.05%. 随淬火温度升高，硅料中杂质元素的去除效果逐渐增强，1007, 1207, 1220℃下淬火的硅料杂质元素总去除率分别为91.87%, 95.19%和96.05%. 冷却速率为3℃/min时淬火后硅料中杂质元素的总去除率为96.05%，而9.5℃/min冷却速率下总去除率为94.21%.

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11. 砷锑烟尘中砷与锑的选择性氧化分离

李磊张仁杰廖彬谢晓峰

2014, 14 (1): 71-77.

摘要（939）

PDF （311KB）（314）

通过热力学计算，结合XRD和化学滴定分析，对选择性氧化法处理砷、锑烟尘过程中砷、锑的行为进行了实验研究. 结果表明，烟尘中砷、锑挥发率均随焙烧系统中氧浓度升高而逐步降低，其中铁、铅等金属氧化物可将砷物相固定成稳定的Fe3(AsO4)2和Pb3(AsO4)2，从而影响砷的挥发脱除；影响砷脱除效果的主要因素为焙烧温度，O2环境下对砷、锑烟尘进行控制氧势两段焙烧法处理，温度973 K，前期氧气流量30 mL/min、时间30 min，后期氧气流量40 mL/min、时间60 min时，砷脱除率达60.79%，锑挥发损失率为9.78%，实现了烟尘中砷、锑的有效分离.

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12. 铜离子在印迹壳聚糖/Al2O3上的吸附-脱附特性

陈华俊曾坚贤郭倩楠张金斌喻谢钱朝辉

2014, 14 (1): 78-83.

摘要（995）

PDF （249KB）（185）

采用表面接枝和表面印迹技术，以正硅酸乙酯改性后的Al2O3粉末为载体、壳聚糖为功能单体，制备了Cu2+印迹复合材料(IIP/Al2O3)，用于选择性分离Cu2+. 研究了IIP/Al2O3对Cu2+的动态吸附，利用Thomas, Yoon-Nelson和Wolborska模型分析IIP/Al2O3吸附Cu2+过程，考察了动态条件下Cu2+的最佳洗脱条件. 结果表明，当Cu2+浓度100 mg/L、柱高37.25 mm、流速1.0 mL/min和pH=5时，IIP/Al2O3的穿透吸附容量和动态吸附容量分别为4.03和15.68 mg/g，Cu2+去除率为45.55%；Thomas和Yoon-Nelson模型能很好地拟合IIP/Al2O3对Cu2+的吸附；在柱高37.25 mm、洗脱液流速1.0 mL/min的条件下，15 mL 0.6 mol/L盐酸溶液对Cu2+的脱附率高达99.54%，脱附作用时间短，Cu2+易回收.

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13. 表面活性剂和硫酸盐还原菌去除污染土壤中的Cr6+

曹晓雅曹俊雅李媛媛张广积杨超解强

2014, 14 (1): 84-89.

摘要（829）

PDF （200KB）（199）

用表面活性剂和硫酸盐还原菌(SRB)淋洗Cr污染土壤，采用欧洲共同体参考物机构连续提取法分析淋洗前后土壤中铬化学形态和相对含量的变化. 结果表明，阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和非离子表面活性剂Tween-80浓度分别为5.0, 0.01 g/L时，对土壤中Cr的淋洗效果最好，当土壤中Cr含量为200 mg/kg时，淋洗率分别为14.70%和24.74%，500 mg/kg时，淋洗率为35.99%和41.42%；反应体系中菌液量为10 mL时，淋洗18 h上清液中Cr6+转化率最大，分别为98.07%和94.73%；用表面活性剂和SRB共同处理Cr污染土壤，上清液中Cr6+可全部转化为Cr3+，未被淋洗出的Cr从较易被植物利用的可交换态转化为稳定态，主要以Cr2(CO3)3和Cr(OH)3存在于土壤中，达到了土壤环境质量标准.

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14. 烧结厂转运点高浓度粉尘的吸尘罩捕收规律

李小川陈明军李强贾彬彬胡亚非

2014, 14 (1): 90-95.

摘要（926）

PDF （427KB）（130）

通过对烧结厂皮带机转运点扬尘理化特性、吸尘罩内粉尘流、抽风参数与所捕收粉尘粒度与质量变化规律等的研究，探讨了吸尘罩对高浓度粉尘的捕收规律. 结果表明，该处扬尘浓度大于3000 mg/m3，真密度为4.040 g/cm3，球形度为0.51~0.93，TFe和CaO的总含量高达62%~64%(w). 随抽气速度增大，吸尘罩内粉尘浓度逐渐升高，抽吸气流的捕尘作用逐渐取代诱导气流的扬尘作用，当抽气量增加到一定值后，抽吸气流开始激发附着在料床上静止的粉尘. 随抽气速度增大，吸尘罩所捕收粉尘的总质量和最大粒度不断增大，呼吸性粉尘量大幅降低. 为避免大量激发料床上静止的粉尘，吸尘罩的经济抽风速度应不高于9.20 m/s，捕收的粉尘颗粒小于112.62 mm的占97%.

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15. 辐射法原油降粘与脱水

周翠红曾萌李强张海龙

2014, 14 (1): 96-100.

摘要（867）

PDF （228KB）（296）

采用辐射技术对模拟样品进行原油降粘与脱水实验，考察水浴、微波与超声波作用温度和时间对原油粘度和含水率的影响. 在优化条件下，超声与微波破乳效果好于水浴，当超声温度为70℃、处理9 min时，最大降粘率为72%；微波温度60℃保持11 min，最大降粘率为64.7%. 辐射技术可有效促进油水分离，微波温度50~60℃下作用4~5 min时，脱水率最大达60%；超声温度55℃下作用11 min时脱水率达65%，超声脱水效果明显.

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16. 钢液中Al2O3夹杂物碰撞生长的动力学模型

岳强陈怀昊孔辉王建军

2014, 14 (1): 101-107.

摘要（1066）

PDF （556KB）（218）

基于群体平衡模型，在奥斯特瓦尔德熟化的基础上，考虑布朗碰撞对分子扩散长大的影响，建立了钢液中Al2O3夹杂物碰撞生长的动力学模型，包括分子扩散长大以及由于布朗、斯托克斯和湍流碰撞引起的夹杂物聚集、生长，采用颗粒尺寸分组法对夹杂物的聚集生长进行了模拟. 结果表明，湍动能耗散率从0.1 m2/s3增加到10 m2/s3时，对临界尺寸以下粒径的分子微粒的数量密度影响较小，但对临界尺寸以上大粒径夹杂物分子微粒的数量密度影响较大. 碰撞过程中，夹杂物最大数量密度对应的极值直径约为0.2 μm.

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17. 随机孔模型应用于煤焦燃烧的动力学研究

邵久刚张建良王广伟左海滨

2014, 14 (1): 108-113.

摘要（947）

PDF （660KB）（232）

采用热重法研究煤焦在变温和等温条件下的燃烧过程，分析升温速率和温度对煤焦燃烧行为的影响，用随机孔模型(RPM)研究煤焦的燃烧失重过程，得到了煤焦燃烧变温和等温动力学方程. 实验结果表明，变温实验中，随着升温速率的增加，煤焦燃烧的失重曲线向高温方向移动，最大燃烧速率增加，升温速率由5℃/min增加到20℃/min时，最大燃烧速率由3.2%/min增加到11.3%/min；等温实验中，随着燃烧温度的提高，煤焦最大燃烧速率增加，燃烧温度由510℃增加到630℃时，最大燃烧速率由2.1%/min增加到8.3%/min，煤焦燃烧性能得到改善. 动力学计算结果表明，RPM能较好描述煤焦变温和等温燃烧过程中煤焦转化率与温度和时间的关系，煤焦变温和等温燃烧的表观活化能分别为84.27和64.16 kJ/mol.

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18. 基于非等温热重法的煤焦燃烧特性及反应动力学

孙辉张建良王广伟邵久刚彭小辉

2014, 14 (1): 114-119.

摘要（912）

PDF （624KB）（312）

利用非等温热重法研究了由津凯褐煤、万泰烟煤、冀中能源无烟煤和骊达宁无烟煤4种煤在不同变质情况下制备所得煤焦的燃烧特性，利用随机孔模型(RPM)、收缩核未反应芯模型和体积模型模拟了煤焦燃烧反应过程. 结果表明，煤焦燃烧性能与煤粉变质程度、灰分含量和升温速率有关；降低煤粉灰分含量、提高升温速率能够明显加快煤焦燃烧速率，缩短燃烧时间. 动力学计算表明，RPM模型表征煤焦燃烧效果最优，由其所计算的4种煤焦的表观活化能分别为55.74，88.26，84.27和101.30 kJ/mol.

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19. 不同体系中丙烷水合物的生成过程

张学民李金平吴青柏王春龙焦亮

2014, 14 (1): 120-124.

摘要（898）

PDF （390KB）（292）

为了解C3H8水合物的生成特性，加快其生成过程，在可视化实验装置上分别研究了在纯水、十二烷基硫酸钠(SDS，浓度1950′10-6)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS，浓度400′10-6)中C3H8水合物的诱导时间、生成速率等. 结果表明，在0.8~1.2℃温度范围内，纯水体系中C3H8水合物的诱导时间最长，SDS体系中C3H8水合物的生成速率最快，达0.0224 mm/h. 与纯水体系相比，表面活性剂明显缩短了C3H8水合物的诱导时间，提高了其生成速率.

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20. 基于MINLP模型的焦化废水蒸氨塔操作优化

廖明森赵月红宁朋歌曹宏斌温浩张懿

2014, 14 (1): 125-132.

摘要（1018）

PDF （311KB）（265）

以精馏塔基本的精馏逐级严格衡算方程为基础，增加反映氨水收益、公用工程价格、生化处理成本、再沸器加热方式和预热器热集成等影响蒸氨塔操作的参数和变量，建立了以操作费用最低为目标的适宜焦化废水蒸氨塔操作的非线性整数规划优化模型. 结果表明，在生化处理成本为11.17 ￥/t条件下，污水入口浓度、出口浓度、塔板数和预热器热效率均可显著影响蒸氨塔的操作，但直接蒸汽加热蒸氨塔处理成本比间接蒸汽加热低1.56 ￥/t. 前者的蒸氨塔操作费用最低的氨水出口浓度为300 mg/L，总塔板数为25，预热器热效率为65%，最佳进料温度为75.40℃.

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21. 重组肺炎克雷伯菌发酵联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇

李清黄艳娜李志敏叶勤

2014, 14 (1): 133-138.

摘要（1068）

PDF （316KB）（229）

对表达了高效醛脱氢酶的重组肺炎克雷伯氏菌以甘油为底物生产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇的过程进行优化，将发酵过程中补料阶段甘油浓度分别控制为0~10, 10~20, 20~30 g/L，并分3次间歇性补加甘油. 结果表明，发酵过程中补料阶段控制甘油浓度在20~30 g/L，发酵26 h得到47.20 g/L 3-羟基丙酸和43.90 g/L 1,3-丙二醇；而间歇性补加甘油产物得率最高，发酵26 h时3-羟基丙酸和1,3-丙二醇相对甘油的得率分别为0.35和0.38 mol/mol. 3-羟基丙酸和1,3-丙二醇联产可实现辅因子烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的再生平衡，从而提高碳回收率.

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22. 促孕原位凝胶灌注液的制备及其体外释放度

卢朝成符华林周涛张艳丽刘梦娇金超曹航罗莉

2014, 14 (1): 139-144.

摘要（955）

PDF （1034KB）（254）

以泊洛沙姆407 (P407)和188 (P188)为载体材料，采用冷溶法将促孕灌注液制成原位凝胶，考察了P407和P188浓度、羟丙基甲基纤维素浓度(HPMC)、海藻酸钠浓度及促孕灌注液对胶凝温度的影响，研究了体外溶蚀、体外释药特性. 结果表明，P407浓度为18%(w)、P188浓度为7.5%(w)、HPMC浓度为0.3%(w)时，凝胶平均胶凝温度为27.9℃, 6 h内平均体外累积溶蚀度和药物累积释放度分别为92.11%和95.42%，凝胶中的药物成分主要通过溶蚀方式释放，药物释放符合零级释药方程.

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23. 添加剂对橡胶籽油生物柴油氧化稳定性的改进

李法社李明包桂蓉王华杜威苏成帅王峥

2014, 14 (1): 145-150.

摘要（958）

PDF （245KB）（147）

测定了橡胶籽油的物化性能及组成. 加入6种抗氧化剂，采用Rancimat法研究了其添加量及复配、温度、0#柴油添加量、金属铜、铁等对橡胶籽油生物柴油氧化稳定性能的影响. 结果表明，橡胶籽油所制生物柴油不饱和脂肪酸含量达82.1%，诱导期为0.81 h，达不到国家标准(6 h). 6种抗氧化剂在添加量为4000′10-6(w)时对橡胶籽油生物柴油的氧化稳定性能均有提升，其中TBHQ效果最好，使其氧化稳定性诱导期达13.09 h，6种抗氧化剂的抗氧化效果为TBHQ>BHT>D-TBHQ>OG>PG>BHA. PG与其他抗氧化剂复配后效果较好，而TBHQ与其他抗氧化剂复配后效果降低. 温度和0#轻柴油添加量对橡胶籽油生物柴油的氧化稳定性能影响很大，随温度升高，诱导期明显缩短，而随0#柴油添加量增大，诱导期增加，添加量较大时诱导期增幅很大. 铁、铜对其氧化稳定性能也有一定影响.

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24. 贵州六盘水煤矸石的矿物特性

金会心吴复忠朱明燕刘倩

2014, 14 (1): 151-156.

摘要（1235）

PDF （286KB）（331）

对贵州六盘水地区煤矸石的矿物特性进行了研究. 结果表明，以煤巷矸和岩巷矸混合矸为主的煤矸石固定碳含量和热值均较低，不适宜直接用于动力燃料发电，而富铝、高铁、高钙是其重要特征，SiO2, Al2O3和Fe2O3含量之和达70%~80%，所含V, Co, Ni, Cr, Ge的富集度高，均具有回收利用价值. 矿物组成以石英和高岭石为主，其次为菱铁矿、黄铁矿、蒙脱石、斜长石、伊利石、白云石、方解石、锐钛矿等；粉末状煤矸石由大小不一的不规则颗粒组成，粒径多为1~3 mm，部分粒径为0.2~1 mm；石英、菱铁矿、黄铁矿等晶体矿物多呈致密块状，结晶完整；高岭石、蒙脱石、伊利石等多呈片状、疏松团块状，结晶较石英差；而含碳有机质多呈片状，呈无定型.

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25. 由高炉渣酸解废液制备镁铝尖晶石粉体

褚亮申星梅王莲贞李辽沙

2014, 14 (1): 157-161.

摘要（894）

PDF （490KB）（172）

以含Mg2+和Al3+等有价元素的高炉渣酸解提硅废液为原料、尿素为沉淀剂，采用均匀沉淀法制备镁铝尖晶石粉体，研究了其产率及性能. 结果表明，最佳工艺条件为：反应温度100℃，尿素用量为理论用量的10倍，煅烧温度1100℃，保温时间2 h. 加入5%(w) Na2S2O4后，样品中Fe2O3含量从1.70%(w)降到0.49%(w)，除铁率达71.2%，白度增加11度. 产品为富铝型镁铝尖晶石，且杂质含量远低于国家标准.

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26. 基于节能减排思想分析炼铁工艺的发展

李克江张建良张亚鹏刘征建姜曦

2014, 14 (1): 162-172.

摘要（964）

PDF （722KB）（376）

通过对中国炼铁产业现状进行分析，明确其在中国经济可持续发展中的重要性，指出由其所带来的严峻的能耗和环保问题. 基于钢铁企业的碳素流和能量流，分析了其节能减排的核心问题以及节能潜力点，认为炼铁系统的减排主要在于减少煤焦等含碳燃料的消耗，节能主要在于高效地利用炉顶煤气的显热和潜热，以及充分利用炉渣显热. 分析了当前较先进的炼铁系统节能减排技术，如喷吹焦炉煤气、喷吹塑料、全氧鼓风、高炉渣显热回收等，这些技术均是在高炉工艺基础上开发的，其普及程度对中国炼铁产业的节能减排至关重要. 展望了炼铁系统节能减排未来的研究方向，短期应深入研究燃料消耗机理，提高煤焦等燃料的利用效率，同时调整高炉系统能源结构，拓展更多清洁能源为炼铁系统所用，开源节流. 长期应深入思考炼铁系统碳脱氧还原的本质，着手新工艺的探索性研究，以从本质上改变炼铁工艺高能耗高排放的缺点.

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27. 获得抑制剂法生产低温高磁感取向硅钢的抑制剂控制研究进展

付兵项利仇圣桃成国光

2014, 14 (1): 173-180.

摘要（815）

PDF （332KB）（365）

综述了国内外大钢铁企业与研究机构采用获得抑制剂法生产低温高磁感取向硅钢的开发及应用情况，分析了以该法生产高磁感取向硅钢过程中抑制剂的控制技术，包括固有抑制剂组成方案、气态渗氮方式与工艺及高温退火工艺的制定. 研究表明，固有抑制剂组成方案的设计思路大体一致，化合物抑制剂以AlN为主、硫化物为辅，同时添加少量Sn, Sb等单元素抑制剂，但组成元素含量存在一定差别；在脱碳退火后用NH3进行非平衡渗氮处理已成为气态渗氮的主要方式，但最佳方式仍未明确，具体选择需依据实际生产条件，相应脱碳及渗氮工艺的控制条件差别较大；高温退火工艺中升温制度差别不大，升温阶段退火气氛中N2含量的选择存在差别. 此外，分析了抑制剂控制技术目前存在的关键问题，并指出了进一步的研究方向.

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28. 行列式刚性陶瓷过滤器脉冲反吹系统中的压力特性

杨亮姬忠礼赖通

2014, 14 (2): 181-188.

摘要（835）

PDF （1282KB）（243）

利用高频动态压力传感器测定脉冲反吹系统中各位置的压力特性，研究了反吹压力和喷嘴孔径对压力特性的影响，提出了解决反吹不均匀的设计方案，采用过滤循环实验进行验证. 结果表明，采用相同孔径的喷嘴时，喷吹管内、喷嘴出口及过滤管内的压力特性存在较大差异，各喷嘴的反吹不均匀性随反吹压力升高而增大，反吹强度随喷嘴孔径增大而减小，喷吹管内的静压沿喷吹方向逐渐增大. 沿喷吹方向将喷嘴孔径递减能改善反吹不均匀的状况，喷嘴截面积与喷吹管截面积之比s/S对脉冲反吹均匀性的影响较大，s/S=48%~55%较佳.

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29. 平底沉降槽内固液分离与赤泥沉降的数值模拟

李茂李秋龙周天雷波周孑民 ZHOU Chenn-qian

2014, 14 (2): 189-196.

摘要（836）

PDF （492KB）（459）

采用计算流体力学软件Fluent、简化的三维Eulerian两相流和Realizable k-e湍流模型，并结合SIMPLE算法对直径40 m的氧化铝赤泥沉降槽内的固液分离过程进行数值模拟，以得到槽内流场形态和赤泥浓度的分布规律. 通过对比计算结果和现场测试数据，并结合自定义分析评价指标，分析了有无溢流围堰和中心下料桶的不同进料方式下沉降槽的固液分离和赤泥沉降的流动规律. 结果表明，去掉沉降槽的溢流围堰后浆液的固相浓度降低84.3%；采用自吸式射流进料管，60~64 g/L固相浓度范围内的浆液在中心桶内所占体积由3.70%提高到14.36%，可有效促进中心桶内赤泥浓度分布的均匀性，提高平底沉降槽内赤泥的沉降分离效率.

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30. 粗糙颗粒碰撞参数对鼓泡流化床内气固流动模拟的影响

卢冰赵云华钟英杰

2014, 14 (2): 197-203.

摘要（898）

PDF （468KB）（304）

结合粗糙颗粒动力学理论和双流体方法，数值模拟了碰撞参数对鼓泡流化床内稠密气固两相流动特性的影响. 结果表明，增大摩擦系数或减小法向弹性恢复系数会使床内颗粒分布更为不均，并增强床层膨胀及压力降脉动. 合理选取摩擦系数模拟得到时均气固流场分布，与实验吻合，罂粟籽颗粒的摩擦系数取0.3~0.6较合适. 法向弹性恢复系数改变不影响时均气固流场分布的基本形态，其取值敏感性不如摩擦系数；切向弹性恢复系数对鼓泡流化床动态特性及时均气固流场的影响相对较弱.

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31. 隔板高度对螺旋隔板套管换热器的影响

吴静秋朱道飞王华

2014, 14 (2): 204-210.

摘要（854）

PDF （594KB）（191）

采用计算流体力学方法对螺旋隔板套管式换热器壳侧的传热和阻力特性进行模拟，建立了螺旋升角为40o、螺旋隔板高度分别为b, 3b/4, b/2, b/4和b/8 (b为螺距)的换热器模型，分析了螺旋隔板高度对壳程流体传热的影响. 结果表明，相同壳程工质体积流量下，换热器的壳程总换热量、换热系数和阻力系数随隔板高度增加而增加，单位长度压降随隔板高度增加而减小. 隔板高度为b, 3b/4和b/2时比隔板高度为b/8时的换热系数分别提高7.83, 3.68和3倍，壳程进出口压降分别减少98%, 97%和95%，但阻力系数却分别提高34, 15.3和5.3倍. 为提高螺旋隔板强化单管换热器的壳侧综合换热性能，其隔板高度应为1/2b~3/4b.

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32. 双辊薄带铸轧熔池内流场和温度场数值模拟

董建宏王楠陈敏

2014, 14 (2): 211-216.

摘要（936）

PDF （705KB）（379）

以带宽1000 mm，辊径600 mm的双辊薄带铸轧过程为研究对象，基于Fluent软件，建立了薄带铸轧熔池三维有限体积模型，对其中钢液流动状态及传热进行数值模拟，并考察了新型浇铸系统结构、布流器开孔倾角、铸轧速度、过热度及冷却强度对铸轧AISI304不锈钢熔池的流场和温度场的影响. 结果表明，采用浸入式水口，多孔布流器，导流坝以及分流体组合的新型浇铸系统，且水口浸入布流器熔池内，布流孔向上倾角15o~18o，铸带速度在60~80 m/min，熔池自由液面湍流动能最大值为0.0175 J/kg，熔池表面温差低于20 K，钢液与铸轧辊接触面能稳定形成大于0.6 mm的凝固坯壳.

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33. 大方钢坯连铸二冷区传热与凝固过程数值模拟

夏云进范鼎东李杰

2014, 14 (2): 217-222.

摘要（855）

PDF （609KB）（398）

采用改进的波动冷却法(FCA-I)对大方坯连铸二冷区传热与凝固过程进行数值模拟，并与单调冷却法、波动冷却法(FCA)的计算结果进行比较. 结果表明，3种方法计算所得铸坯矫直前温度及液芯长度均与实测值相近，但FCA-I法计算结果更准确，可实时预测拉速变化时铸坯表面温度分布与液芯长度变化. FCA-I法既保留FCA法能准确反映铸坯足辊间温度、凝固壳厚度变化的优点，同时也克服了其难以适应变拉速的缺点. FCA-I法模拟所得结晶器内和二冷区凝固壳厚度dshell与凝固时间t的关系分别满足dshell=19.62t1/2-2.52和dshell=29t1/2，模拟值与文献结果基本一致.

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34. 三相流化床动力学特征的影响因素

李鸿莉李阳东李登新印春生

2014, 14 (2): 223-228.

摘要（902）

PDF （269KB）（233）

利用电导探头测试技术，以不同粒径的玻璃珠颗粒、金精矿、金矿氰化尾渣为固相，空气为气相，不同粘度的液体为液相，对三相流化床中不同测孔的电导率进行测试和计算，系统研究了颗粒粒径(dp)、密度(r)、质量(q)、表观气速(Ug)、液体粘度(ml)等对相含率的影响. 结果表明，dp从0.05 mm增加到0.15 mm，气含率(eg)增加2%~3%，而固含率(es)减小2%~4%；其他条件相同，密度大的颗粒es和eg较小；随q增加，eg降低，es增加，玻璃珠颗粒每增加100 g，eg减小约2.5%，es增加约1.5%；随Ug增大或减小，eg和es亦随之增大或减小；随ml增大或减小，eg和es亦呈增大或减小趋势.

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35. 新型自吸式多相搅拌槽临界悬浮特性的实验研究

郝惠娣程天琦秦佩朱娜雷建勇翟甜

2014, 14 (2): 229-233.

摘要（1020）

PDF （226KB）（207）

在不通气的情况下，对新型多相搅拌槽进行实验，得出了其固相含量w、颗粒密度r、搅拌槽内径D与临界悬浮转速Nc的关系，在相同条件下，与给定结构尺寸的标准搅拌槽对比了临界悬浮转速. 结果表明，Nc随固相分率j增加和粒径dp增大而增大，不利于达到良好的悬浮效果；固相颗粒密度越大，临界悬浮转速随之增大；槽径增大使达到悬浮状态的临界转速降低. 该新型搅拌槽临界悬浮转速的关联式是Nc=6.3dp0.21(gDr/rL)0.45w0.19/D0.55；同一固相分率下，新型多相搅拌槽的临界悬浮转速比标准搅拌槽降低了30%，在较低转速下就能使颗粒悬浮.

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36. 基于最佳氧化还原电位的O3-H2O2氧化法处理高浓度含锰废水

李天昕刘祥萱吴世玲谷为民 UWIZEYIMANA Herman

2014, 14 (2): 234-240.

摘要（1107）

PDF （248KB）（283）

采用固定最佳氧化还原电位(ORP)的臭氧高级氧化与H2O2-NaOH深度氧化联用技术处理锰渣场渗滤水中高浓度Mn2+. 确定了氧化工艺的最佳OPR，并对臭氧、H2O2和NaOH投加量及氧化动力学进行研究. 结果表明，臭氧预氧化的最佳ORP为296~299.7 mV，两级臭氧投加量均为0.13~0.15 g/L，Mn2+氧化去除率达91.57%；H2O2-NaOH深度氧化最佳ORP为12.4~12.8 mV，在H2O2浓度2.0 g/L和NaOH浓度2.6 g/L且两者摩尔比为0.9:1(先加H2O2)的条件下，Mn2+去除率高达99.31%，出水Mn2+为1.2 mg/L，可达标排放. 臭氧和H2O2-NaOH对含锰废水的降解符合一级反应动力学，一、二级臭氧氧化的反应常数k固定ORP时分别为0.0762和0.0822 min-1，不固定ORP时分别为0.0279和0.0508 min-1，H2O2-NaOH氧化的反应常数固定ORP时为0.4758 min-1，不固定ORP时为0.3594 min-1.

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37. 超声萃取分离瓦斯泥硫酸浸出模拟液中的铟铁离子

申星梅李辽沙武杏荣高志芳吕佳

2014, 14 (2): 242-246.

摘要（1035）

PDF （222KB）（150）

采用探头超声和震板超声两种强化工艺萃取分离高炉瓦斯泥硫酸浸出模拟液中的铟和铁离子，通过与传统溶剂萃取工艺比较，得出超声强化可在保证较高铟萃取率和反萃率的同时，明显缩短萃取和反萃时间，提高萃取效率. 其中，震板超声较适合铟离子的萃取过程，探头超声较适合铟离子的反萃过程. 采用两种超声强化工艺萃取分离瓦斯泥硫酸浸出模拟液中铟、铁离子的适宜工艺条件为：硫酸浓度1 mol/L，震板超声萃取1 min，铟萃取率达96.5%，铁萃取率为8.5%；盐酸浓度2 mol/L，探头搅拌反萃2.5 min，铟反萃率达71%，铁反萃率为3.8%.

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38. UBF-BAF处理羧甲基纤维素冷凝液特性

张文艺刘芳李文昱冯国勇刘玉翀朱正伟

2014, 14 (2): 247-252.

摘要（825）

PDF （284KB）（178）

采用UBF-BAF组合工艺对多效蒸发食品添加剂羧甲基纤维素(CMC)产生的酸性冷凝液进行生物降解，考察了UBF-BAF组合工艺参数，构建了基于化学需氧量(COD)去除的UBF反应动力学模型，并对UBF和BAF反应器生物膜中的生物学特征进行了解析，初步揭示出UBF-BAF处理CMC冷凝液的特性. 其适宜的运行参数为：UBF的水力停留时间24 h，BAF的水力停留时间5 h，温度20~40℃，pH=6.5~7.5，BAF反冲洗周期5~7 d. 当进水COD浓度为2388~4000 mg/L时，UBF反应器对COD的去除率高于84.26%，BAF反应器对COD的去除率高于80.53%，最终出水达到《污水综合排放标准(GB 8978-2002)》一级排放要求.

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39. 活性炭对低浓度萘的吸附性能

梅磊贺璐范垂刚郝丽芳李松庚宋文立

2014, 14 (2): 253-257.

摘要（1024）

PDF （271KB）（247）

以萘为模型化合物，采用固定床反应器研究了不同温度和表观气速下GH-8活性炭对萘的吸附行为，以Yoon-Nelson模型对实验数据进行拟合，得到模型参数kYN=0.20 h-1, kYNt=51.404-0.166T+0.292/u. 采用传质区模型预测了萘在活性炭床层上的传质区长度及其移动速度，实验值和预测值的最大相对偏差小于10%.

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40. 硼精矿加压碱解制备水合偏硼酸钠

殷保稳秦士跃张亦飞张懿

2014, 14 (2): 258-265.

摘要（902）

PDF （625KB）（184）

采用NaOH-H2O体系加压溶出硼精矿制备水合偏硼酸钠．正交实验结果表明，影响硼溶出的因素顺序为，碱浓度>时间>液固比>温度. 考察了初始NaOH溶液浓度、液固比、反应时间、反应温度、矿石粒度和搅拌速度对硼溶出的影响，最优条件[初始NaOH浓度25%(w)、液固比4:1(w)、反应时间2 h、反应温度140℃、搅拌速度500 r/min、高压釜表压0.2 MPa]下，硼转化率达95.91%. 湿硼泥经三级逆流浆化洗涤(各级洗涤温度90℃、洗水与湿硼泥质量比3:1、时间1 h)可实现Na2O和B2O3的高效回收，烘干的终硼泥Na2O和B2O3含量分别为0.35%和0.45%(w)，含42.91%(w) MgO的终硼泥可作为提镁的优质原料. 溶出液添加CaO苛化并高温放置陈化脱色除杂，再降温至25~30℃，恒温结晶6 h后抽滤，结晶率大于70%，晶体用无水乙醇、饱和偏硼酸钠溶液洗涤，40℃烘干12 h，物相为NaB(OH)4，纯度约为90%.

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