过程工程学报

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1. 从流场直接导出流动反应器的停留时间分布

毛在砂杨超冯鑫

过程工程学报 2017, 17 (1): 1-10. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216256

摘要（1409）

PDF （312KB）（391）

停留时间分布(RTD)是化学反应工程学发展中的一个重要概念，在反应器的诊断和优化方面发挥着重要作用. 过去RTD常通过示踪实验获得，以示踪剂来追踪反应流体的流动；现今RTD的数值模拟也基于同一思路. 从流体的停留时间是反应器内流场属性的概念出发，提出了直接从流场数值模拟来导出RTD的算法. 一种是沿流线积分得到流体粒子的停留时间；第二种是基于流体粒子在流场中随机游动的概念，累计流体粒子历经各计算网格的停留时间. 以流场中一典型网格为例，证明了两种算法的等价性；用反应器的数值算例，验证了两种方法求出RTD的一致性. 还讨论了流场网格大小对准确导出RTD的影响.

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2. 带有环流预汽提的旋流快分系统动态压力的小波分析

李智李萌张博峰卢春喜

2017, 17 (1): 11-20. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216252

摘要（872）

PDF （679KB）（321）

测量了环流预汽提与带隔流筒的旋流快分系统(SVQS)相耦合的大型冷模实验装置的动态压力特性. 结果表明，旋流快分系统轴向压力脉动曲线具有很强的相似性，脉动强度随旋流头喷出口气速、颗粒质量流率增大而增大，压力脉动标准偏差与喷出气速、颗粒质量流率存在对应关系. 由实验结果关联获得的脉动标准偏差与喷出气速、颗粒质量流率经验公式，可用于预测特定工况下工业装置的颗粒质量流率. 通过小波分析，装置主频范围为1.5~12.5 Hz，周期约为7~10 s，旋流快分头上部空间的压力脉动较大，存在不稳定的漩涡区，发现周向脉动基本一致，径向在r/R=0.4~0.7时漩涡区的压力脉动强度较低. 为了使装置能稳定运行，建议快分头的喷出气速为18~24 m/s，颗粒质量流率在超过90 kg/(m2?s)范围内.

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3. 高固含率搅拌槽内颗粒分布及悬浮特性的数值模拟

盛勇刘庭耀韩丽辉刘青

2017, 17 (1): 21-28. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216273

摘要（1206）

PDF （642KB）（357）

采用Euler-Euler双流体模型对固含率9.2%(?)的高固含率悬浮搅拌槽内固液悬浮特性进行了模拟，对比了两种修正的曳力系数模型的模拟效果，考察了固含率轴向和径向分布及悬浮均匀度的变化规律. 结果表明，搅拌速度低于600 r/min时，槽底会形成明显的中心密集沉积，转速从400 r/min增至1100 r/min，堆积高度由0.16减小至0，沉积区向槽底中心收缩直至消失. 在离心力的作用下，循环流内的固相颗粒向远涡方向运动，循环流涡心处固含率低，悬浮均匀性降低. 以无因次高度z/H=1/3为界，可将槽内两相流分为上、下循环区；颗粒分布受循环流交汇影响，固相在径向方向上随流场分散. 固液悬浮均匀度?随无因次轴向高度的增加，稳定在0.5~0.7，转速从400 r/min增至1100 r/min，上循环区的?值平均降低37.2%.

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4. T型管油水分离特性数值模拟

胡坤艾志久付必伟李杰李振北

2017, 17 (1): 29-34. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216194

摘要（940）

PDF （362KB）（291）

采用Mixture多相流模型研究T型管内油水两相流动特性，研究了入口含油率、出口分流比、入口速度、支管段长度、主管出口段长度等因素对T型管分离效率的影响. 结果表明，支管与主管连接处存在油相聚集及油水分离现象，其中主管油相聚集主要由重力分层导致，而支管油相聚集主要是密度差导致的离心分离. 入口位置含油率对T型管的分离效率影响大，随入口含油率增大，T型管的分离效率降低，T型管适用于含油率较低的油水混合物的分离. 支管分流比越大，T型管分离效率越高，生产现场可考虑在主管出口段采取节流措施以提高T型管的分离效率. T型管分离效率对支管段及主管出口段长度不敏感，T型管可仅按制造安装要求设计.

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5. 筛孔型润德塔盘的性能

杨松泉褚雅志曹婉婉刘燕王领

2017, 17 (1): 35-40. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216221

摘要（799）

PDF （276KB）（251）

以水?空气为介质，研究了开孔率为15%, 25%, 35%的筛孔型润德塔盘的流体力学性能. 结果表明，筛孔型润德塔盘的压降、气含率随开孔率增大而减小，泛点气速和操作弹性随开孔率增大而增大. 开孔率为35%的筛孔型润德塔盘的干板压降、总板压降及气含率均低于开孔率15%和25%的塔盘，而操作弹性大于15%和25%的塔盘.

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6. 折流式旋转床气相流动的CFD模拟

张斌李育敏计建炳

2017, 17 (1): 41-46. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216243

摘要（979）

PDF （421KB）（218）

采用计算流体力学(CFD)方法对折流式旋转床气相流场和压力分布进行了模拟，研究了折流式旋转床转速、进气量对转子外侧和内侧气相流场的影响，并用实验数据对模型进行了验证. 结果表明，模拟结果与实验数据相对误差在9%以内；气体由转子外侧进入转子内时，流速明显改变，切向速度占总速度的76.1%~99.9%，轴向速度和径向速度均较小. 随气体流量和转速增大，切向速度明显增大. 气体流出转子内侧时，动圈附近存在一个最低压力和一个最高压力，产生了逆时针旋转和顺时针旋转2个漩涡. 两漩涡交界处气体流动较剧烈，靠近转轴处气体存在回流，但速度较小.

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7. 分层填料错流超重力装置传质性能

高亚洁袁志国刘有智刘慧军杜杰梁鹏飞

2017, 17 (1): 47-51. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216234

摘要（1024）

PDF （348KB）（217）

采用气膜控制体系—NaOH溶液吸收气体中SO2，研究了超重力因子β、空床气速u、喷淋密度q等操作条件对装置的气相体积传质系数kyae的影响和强化效果，验证了分层填料错流超重力装置对气相传质的强化效果，优化了结构，以提高传质效率.结果表明，kyae随β, u和q增加而增加. 在β=55，u=1.53 m/s，q=3 m3/(m2?h)时，kyae可达28 s?1以上，是喷淋塔的10~75倍，单层错流旋转床的1.4~2.2倍，比分裂填料旋转床操作条件温和、设备结构简单、能耗更低. 本超重力装置能有效强化气膜控制传质过程.

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8. 偏心搅拌的流动、悬浮和混合特性

毕华飞周坤黄雄斌

2017, 17 (1): 52-57. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216244

摘要（921）

PDF （315KB）（211）

在直径476 mm的平底圆柱形搅拌槽内，研究了CBY型搅拌桨偏心搅拌的漩涡运动轨迹、漩涡深度规律、上浮颗粒均匀下拉转速、混合时间等特性与偏心率的关系. 结果表明，偏心率约为0.45时，漩涡中心分别随偏心率增加作线性与弧线运动，运动轨迹满足一定规律. 漩涡深度受偏心率影响远大于转速与物料粘度. 偏心率对液位下降率的影响程度是转速的1.9倍，是物料粘度的4.4倍. 漩涡深度随偏心率增大而减小，并满足一定线性规律. 直径4 mm的聚氯乙烯颗粒均匀下拉转速随偏心率增加先减小后增大，最低值时偏心率为0.4~0.5. 液位由0.6T上升到1.0T(T为搅拌槽内径)，最佳偏心率转速增加了20.3%，搅拌功耗增大. 加装单一挡板改变槽内液体流场，漩涡消失，相同加料位置全挡板混合时间较无挡板时缩短66.9%，混合效果明显增强.

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9. 不同结构细小槽道热沉流量均匀性

鲁进利赵伟池帮杰韩亚芳钱付平

2017, 17 (1): 58-63. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216247

摘要（839）

PDF （411KB）（233）

以纯水为传热介质，通过数值模拟研究了热沉进出口方式、联箱结构、槽道高宽比等参数对平行细小槽道热沉内部工质流量分配均匀性及传热系数的影响. 结果表明，I型进出口方式、矩形联箱结构的流量分配均匀性优于其它结构，流量分配不均匀度最小(方差为0.071)；保持通道当量直径不变时，改变槽道高宽比对热沉底面平均温度影响不大，对表面传热系数影响较大，高宽比r由1增大到5时，传热系数提高了23.9%；基于场协同理论，速度与温度梯度之间的协同角随高宽比增大而减小，表明传热得到强化.

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10. 旋转盘反应器的PIV流场测试

郭加欣张巧玲刘有智畅俊波

2017, 17 (1): 64-68. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216254

摘要（851）

PDF （499KB）（209）

将粒子成像测速(PIV)技术应用于旋转盘反应器，获得了旋转盘表面流场的瞬时速度分布，研究了操作参数(流量和转速)对流场速度分布的影响. 结果表明，从盘中心到边缘瞬时速度先减小后增大；转盘中心区域的速度场主要由流量控制，流体的相对径向速度随流量增大而增大；转盘外缘区域的速度场主要由转速控制，流体的相对周向速度随转速增大而增大；实验条件下临界半径Rc=50 mm，转盘设计半径应适当大于临界半径.

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11. 含稀土磷矿酸浸出稀土及杂质

金会心郑晓倩杨松吴宝珍

2017, 17 (1): 69-74. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216237

摘要（906）

PDF （529KB）（184）

研究了硫磷混酸分解含稀土磷矿时稀土和杂质的浸出行为. 结果表明，磷酸浓度为8.6 mol/L、浸出时间3 h、硫酸过量系数1.00、温度80℃、液固比6:1 L/g的条件下，织金和矾山磷矿中稀土氧化物浸出率分别为62.73%和52.84%. 在一定范围内，两地磷矿中稀土浸出率随时间和液固比增大而增大，随硫酸过量系数和温度增加先增后减，主要轻稀土组分(Y2O3, La2O3, CeO2, Nd2O3)浸出率随原子序数增大而减小，矿石种类不同，稀土进入磷酸溶液中的规律相同.

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12. 用协萃体系从多金属废水中萃取Ni2+和Co2+

张德俊朱山李吉源胡慧萍刘士军

2017, 17 (1): 75-83. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216250

摘要（1011）

PDF （336KB）（206）

用协同萃取体系LIX 63和Versatic 10添加/不添加TBP从模拟多金属废水中萃取Ni2+和Co2+，并去除杂质离子Mn2+, Mg2+和Ca2+. 向LIX 63/Versatic 10协同萃取体系中加入TBP用于加快Ni2+的反萃，考察了萃取、反萃条件对Ni2+和Co2+萃取率、杂质去除率的影响. 结果表明，Lix63, Versatic10和TBP浓度分别为0.6, 0.4, 0.8 mol/L时，Ni2+和Co2+的协萃系数达到最大，分别为33.29和8.23，且30 min内Ni2+的反萃率达到90%. 确定较优萃取操作条件为：萃取温度40±0.5℃、萃取平衡pH=4.5、萃取相比A/O 1:1、皂化率40%；反萃过程用1 mol/L H2SO4为反萃剂，根据McCabe–Thiele图，在萃取相比A/O 1:1的条件下，经过三级逆流萃取，Ni2+和Co2+的萃取率分别达98.6%和99.9%，在反萃相比A/O为1:10的条件下，经三级逆流反萃，负载反萃水相含88.12 g/L Ni2+, 4.52 g/L Co2+, 1.21 g/L Mn2+, 0.27 g/L Mg2+，Ca2+低于0.2 mg/L.

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13. 离子交换树脂分离钒渣浸出液中钒与铬

阳亚玲颜文斌高峰

过程工程学报 2017, 17 (1): 84-91. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216217

摘要（1033）

PDF （459KB）（251）

采用5种离子交换树脂分离钒渣浸出液中钒与铬，对比了其吸附选择性、吸附量和吸附速率，考察了pH值、接触时间、温度、初始浓度等因素对钒铬分离的影响. 结果表明，SQ-20A树脂对钒具有较强的吸附作用，对铬的吸附作用较弱，在pH?9.0、温度298 K的条件下，钒铬分离系数达最大值215.23. 钒在SQ-20A树脂上的吸附为吸热过程，符合Freundlich和Langmuir方程，反应级数为拟二级，吸附过程的控制步骤为颗粒扩散过程.

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14. 超重力湿法脱除气体中低浓度粉尘

王探祁贵生刘有智宋彬武晓利郑奇

2017, 17 (1): 92-96. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216229

摘要（957）

PDF （334KB）（365）

以燃煤飞灰为实验粉尘，旋转填料床(RPB)为除尘设备，研究了超重力湿法脱除低浓度(200 mg/m3)粉尘的适宜条件，测定了分级效率；降低入口粉尘浓度考察了旋转填料床高效处理粉尘的浓度范围. 结果表明，入口粉尘浓度为200 mg/m3时，在超重力因子163、气量400 m3/h、液量0.5 m3/h的条件下，除尘效率高达93.18%. 超重力旋转填料床的切割粒径dc?0.08 μm，粒径2.5 μm的粉尘的脱除效率为95%?99.75%. 入口粉尘浓度低至30 mg/m3时，除尘效率可达81.25%.

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15. 双氧水预浸/蒸汽闪爆红麻纤维脱胶工艺及性能

宋焱李显波姜伟

2017, 17 (1): 97-102. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216218

摘要（801）

PDF （565KB）（269）

为提高红麻纤维分散度，用双氧水(H2O2)预浸与蒸汽闪爆联合脱胶，通过单因素实验确定最优H2O2预浸/蒸汽闪爆工艺，对纤维微观形态、成分及结晶度进行了分析. 结果表明，最佳脱胶条件为H2O2浓度0.6 mol/L，预浸时间1 h，闪爆压力1.2 MPa，闪爆保压时间60 s. 该条件下脱胶后的纤维细度可达180公支，断裂强度为5.2 cN/dtex，均比用蒸馏水预浸/蒸汽闪爆工艺增加1倍. H2O2预浸/蒸汽闪爆可有效去除半纤维素、木质素等非纤维素物质，纤维表面光滑洁净，纤维素未被破坏，且结晶度增加.

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16. 复合改性沸石颗粒氨氮吸附过程及特征

杨炳飞林海董颖博王亮

2017, 17 (1): 103-109. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216158

摘要（1105）

PDF （388KB）（276）

以碱液预处理、盐热复合改性及人工成型后的沸石颗粒(Φ1.50 mm×2.50 mm)为研究对象，研究了其吸附模拟水样中氨氮的行为，考察了不同条件下沸石颗粒的等温吸附平衡、吸附反应动力学特征、吸附反应速度控制及热力学过程. 结果表明，在pH=7.00、反应温度298 K时，Langmuir方程能很好地描述沸石颗粒吸附氨氮过程，拟合方程和相关系数分别为y=0.0084x+0.2857和R2=0.9936；用准二级反应动力学方程描述吸附氨氮反应动力学较准确，拟合方程和相关系数分别为y=0.3401x+8.9684和R2=0.9993；沸石颗粒吸附氨氮过程受液膜扩散控制(y=0.0172x, R2=0.9809)，60 min后还受内扩散控制(y=0.0869x+1.4917, R2=0.9798). 吸附可自发进行，为吸热过程，温度升高吸附速率加快，吸附量增加. 熵效应是吸附的主要驱动力.

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17. 响应曲面法评价与优化混煤富氧燃烧特性

赵荣杨舒萍卿山王明悦梁美玲桂兆

2017, 17 (1): 110-118. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216249

摘要（914）

PDF （1680KB）（428）

研究了小龙潭褐煤、富源烟煤和昭通褐煤混煤的燃烧特性，对比了不同氧气浓度、不同升温速率下煤样的热解及燃烧特性，采用响应曲面法优化软件对氧气浓度、升温速率及煤粉配比进行优化. 结果表明，富氧燃烧时，煤样着火温度和燃尽温度降低，燃烧时间缩短；氧气浓度高于30%(?)后，煤粉燃烧特性参数变化趋于平缓，实际应用中氧气浓度应控制在30%左右；煤粉燃烧后段活化能较高，煤样活化能、指前因子随氧气浓度增大而增大；升温速率增大，煤样的着火温度和燃尽温度升高，煤粉燃烧时间延长，稳定性、燃烧性变差. 氧气浓度越高，煤样燃烧性能越好，设置可燃性指数和燃烧特性指数最大，燃尽温度和投资成本最小，小龙潭褐煤:昭通褐煤:富源烟煤质量比为100:55.07:1时优化的4个评价指标最好，可燃性指数为43.56×10?7，燃烧特性指数为4.27×10?10，燃尽温度为680.01℃，成本为252.49 ￥/t.

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18. NaCl-KCl熔盐体系中Cr2+在W电极上的电化学行为

刘威肖赛君王振

2017, 17 (1): 119-122. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216264

摘要（816）

PDF （364KB）（311）

通过循环伏安、方波伏安、计时电位等电化学方法对710℃下NaCl?KCl熔盐体系中Cr2+在钨电极上的电化学行为进行了研究. 结果表明，Cr2+在W电极上发生一步还原反应Cr2++2e?=Cr，是由扩散控速的准可逆反应，循环伏安法和计时电位法计算的扩散系数分别为1.27?10?5和2.24?10?5 cm2/s，表明在该体系中在W电极上恒压电解制备金属铬是可行的.

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19. 碳酸氢铵分解动力学及其在弱碱性条件下的溶解特性

刘伟张妍刘文礼

过程工程学报 2017, 17 (1): 123-129. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216270

摘要（1601）

用甲醛滴定法研究了氨法脱碳产物NH4HCO3溶液的受热分解，测定了温度323~363 K、浓度3.0%~7.9%(?)时的NH4HCO3溶液分解过程中主要离子的浓度变化，并用动态法测定了288~313 K时NH4HCO3在Na2CO3?H2O体系中的溶解度. 结果表明，HCO3?浓度在前30 min内先快速下降再平缓下降，NH4HCO3分解速率随温度升高增大. 同一温度下，浓度越高，达到分解平衡所需时间越短. NH4HCO3的分解过程符合Lageren吸附模型；NH4HCO3的溶解度随温度升高而增加，随Na2CO3浓度增加先上升后下降，在0.1 mol/kg时最大，此时平衡固相由NH4HCO3变为NaHCO3.

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20. 响应面法优化PAC与CPAM复配处理模拟废水

马江雅施军杨志程付雪付坤孙永军张源林

过程工程学报 2017, 17 (1): 130-137. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216251

摘要（891）

PDF （801KB）（357）

以自制阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)与聚合氯化铝(PAC)复配处理模拟高岭土废水，采用响应面法建立溶液透光率与各影响因素之间的Box?Behnken数学模型，优化复配应用，结果表明最佳应用条件为：PAC投加量38.39 mg/L, CPAM投加量1.09 mg/L, 搅拌时间9 min, pH=5.18，该条件下浊度去除率可达99%. CPAM和PAC复配可在低投加量下有效加强絮凝效果，形成的絮体密实，抗剪切能力强，沉降速度快.

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21. 提钒尾渣高效脱碱及配矿炼铁工艺

李兰杰赵备备王海旭白瑞国陈东辉

2017, 17 (1): 138-143. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216215

摘要（1021）

PDF （338KB）（206）

通过单因素实验研究了常压、恒温水浴条件下提钒尾渣脱碱规律，确定了脱碱提钒尾渣配矿烧结工艺参数及路线. 结果表明，碱性体系中引入CaO，提钒尾渣中的方钠石、钙霞石等铝硅酸钠相不再是稳定固相，Ca2+会替换2个Na+生成更稳定的钙石榴石相，使钠离子进入溶液溶出. 在NaOH添加量为提钒尾渣质量的20%及CaO过量系数为2的条件下，提钒尾渣中的Na2O含量减少至0.9%；脱碱后尾渣替代低钒高品位铁精矿粉用于配矿炼铁，配加量约为20 kg/t，配加前后对烧结工艺参数没有影响，且由于承钢钒钛矿SiO2品位低，配加尾渣后成品烧结矿指标明显改善，其机烧矿转鼓指数提高0.6%.

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22. 合金化和稀土变质处理对奥氏体中锰钢热导率及耐磨性的影响

陈绍春林新强朱康正卢月美叶荣华林洋林小瑛

2017, 17 (1): 144-150. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216220

摘要（772）

PDF （522KB）（169）

针对目前奥氏体中锰钢导热性差、加工时热量不易导出、工件易受热变形而导致加工精度难以保证和切削速度不能提高等问题，研究了Cr, Mo及稀土等合金元素对奥氏体中锰钢热导率及耐磨性能的影响. 结果表明，Cr含量约为1%(?)及Mo含量控制在2%(?)左右、并加入0.15%(?)稀土能使奥氏体中锰钢比传统高锰钢的热导率提高19.6%，磨损率降低54.5%，晶粒度由3级提升至5级.

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23. 石灰的活性度及微观结构研究

郝素菊任倩倩张玉柱蒋武锋郝华强薄荷董建君

2017, 17 (1): 151-155. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216216

摘要（902）

PDF （824KB）（779）

采用场发射扫描电镜和全自动压汞仪研究了石灰的晶粒大小、比表面积、孔隙等微观结构，考察了煅烧时间、温度和压力对石灰活性度的影响规律，确定石灰微观结构与石灰活性度的关系. 结果表明，随石灰的比表面积、平均孔径和孔容积增加，石灰活性度先增大后减小，石灰比表面积约为2.0 m2/g、平均孔径约为850 nm、孔容积约为0.58 mL/g时石灰活性度最高.

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24. 新型偏心径向热管式烟气余热回收系统设计与应用

张海松战洪仁李晓堂韩颖毕仕辉谢国威

2017, 17 (1): 156-161. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216222

摘要（863）

PDF （379KB）（181）

针对含酸性气体、粉尘等恶劣条件下的烟气余热资源回收系统存在的问题，提出了一种适用于恶劣烟气工况下以偏心径向热管为传热元件的余热锅炉，介绍了偏心径向热管技术及其换热器，并对偏心径向热管余热锅炉工艺关键点进行了设计分析，推导出了径向热管安全直径比，对偏心径向热管余热锅炉进行了实际应用研究. 结果表明，这种锅炉具有较高的使用性能，余热回收效率达92.5?，使用过程中未发生低温腐蚀现象，系统运行3年未发生影响正常生产的事故，预计换热管使用寿命可达5年.

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25. 改良型Carrousel氧化沟同步脱氮影响因素分析及优化运行

高剑平黄建峰张梁蔡仕俊

2017, 17 (1): 162-169. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216223

摘要（870）

PDF （381KB）（254）

针对某污水厂改良型Carrousel氧化沟工艺运行中全氮去除率较低的工况，研究了溶氧浓度、C/N比、污泥龄、污泥回流比、温度等因素对其同步脱氮的影响，提出优化运行方案. 结果表明，优化方案为根据相应位点溶氧浓度变化调控表曝机输出功率，降低系统能耗；改厌氧区单点进水为厌氧区、前置缺氧区双点进水，提高缺氧区C/N比. 改造后，系统对COD, BOD5, NH4+?N去除效果稳定，全氮去除率从56.25%提高到68.80%.

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26. 褶型空气过滤介质微观结构三维建模及其含尘性能模拟

徐瑾睿钱付平鲁进利韩云龙

2017, 17 (1): 170-177. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216190

摘要（965）

PDF （968KB）（282）

基于实际熔喷纤维电镜扫描(SEM)图像，建立了不同褶间角、层数、直径、纤维个数、曲率的褶型空气过滤介质微观结构模型，实现了对褶型空气过滤介质微观结构的动态控制. 通过计算流体力学和离散单元法(CFD?DEM)耦合的方法对褶型过滤介质含尘过滤阶段的过滤特性进行模拟，将模拟结果与相关经验关联式比较. 结果表明，所建模型与实际过滤介质电镜图像基本相似，压力损失模拟值与计算值误差在10%以内，表明CFD?DEM耦合计算方法可行；在含尘过滤阶段，同一进口风速(v)下随颗粒沉积量增加，压力损失非线性增大；不同进口风速下的压力损失增加均随过滤时间增加而增大，v=0.6 m/s时压力损失增加最大，为0.214 Pa, v=0.4 m/s时压力损失增加最少，为0.133 Pa. 当3.216 ms时，颗粒出现明显沉积与团聚，纤维彼此贯穿的区域沉积更明显，表明纤维的排列方式对颗粒的沉积影响显著.

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27. 高炉多目标优化模型的建立及验证

车晓锐张宗旺张宏博

2017, 17 (1): 178-182. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216267

摘要（968）

PDF （296KB）（238）

采用线性规划方法，建立了以能耗和成本为目标函数的高炉炼铁优化数学模型，根据目标函数和高炉过程特性确定优化变量和约束条件，利用Lingo软件设计程序求得优化结果，通过单目标优化得到多目标最优化模型，利用该优化模型并借助Origin软件分析了焦比、鼓风温度、焦炉煤气的喷吹量等因素对能耗和成本的影响，提出节能降耗的途径，并与生产数据比较验证模型的可靠性. 结果表明，与高炉生产数据相比，按标准煤计，模型优化后能耗降低了24.1 kg/t，成本节省了42.7 ￥/t. 高炉降低能耗和节约成本的措施为：降低焦比，提高喷煤比，增加焦炉煤气喷吹量，富氧及提高热风温度.

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28. 强化解脂亚洛酵母菌体积累产α-酮戊二酸的pH调控策略

张海林方芳刘松曾伟主周景文陈坚

过程工程学报 2017, 17 (1): 183-187. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216241

摘要（908）

PDF （287KB）（484）

为了促进解脂亚洛酵母(Yarrowia lipolytica WSH-Z06)利用甘油高效生产?-酮戊二酸，比较了pH 值对菌体生长和产?-酮戊二酸的影响，通过动力学分析确定了一种通过调控pH 值控制菌体浓度促进产?-酮戊二酸的策略，比较了菌体浓度对产?-酮戊二酸的影响. 结果表明，发酵初期控制pH 为6.0，菌体浓度达10 g/L 后pH 自然降至3.0 保持到发酵结束， ?-酮戊二酸产量达54.0 g/L，产量和生产强度分别比以CaCO3 为pH 缓冲剂时提高了19.3%和17.8%.

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29. 基于均匀设计和多元非线性回归法优化制备改性钠基蒙脱土

张浩刘秀玉宗志芳

2017, 17 (1): 188-192. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216259

摘要（784）

PDF （416KB）（214）

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为改性剂改性钠基蒙脱土，基于均匀设计和多元非线性回归法考察了去离子水用量、CTAB用量、搅拌速度、搅拌温度和滴加时间对改性钠基蒙脱土片层间距的影响，表征了改性钠基蒙脱土的组成、结构和微观形貌. 结果表明，改性钠基蒙脱土的相容性提高，片层间距显著增加，各因素对改性钠基蒙脱土片层间距的影响程度为CTAB用量?搅拌温度?搅拌速度?去离子水用量?滴加时间. 优化的改性钠基蒙脱土方案为：去离子水用量358 g, CTAB用量0.47 g，搅拌速度2853 r/min，搅拌温度75.6℃，滴加时间128 min.

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30. 废轮胎热解催化剂及工艺研究进展

帅坤闫雨瑗崔小龙韩锐暄李爽

2017, 17 (1): 193-200. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216178

摘要（1219）

PDF （416KB）（511）

综述了近年废轮胎热解工艺(温度、压力、载气、粒径等)、催化剂及反应器的研究进展. 热解工艺条件和反应器类型直接影响热解产物分布，而热力学和动力学及传热、传质一定程度上决定热解产物产率及组分分布. 调控催化剂的结构和组成可明显提高目标产物产量，改善油品品质，降低热解油中S的含量，提高高附加值产品如单环芳烃和环己烷等的产率. 当前废轮胎热解中存在催化剂分离、结焦等问题，且多采用微型或小型反应器. 废轮胎分子结构和反应机理研究、新型高效、耐硫催化剂研制及大规模热解反应器的开发是废轮胎热解研究的主要方向.

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31. 有机相变储能材料导热增强方法研究进展

张天驰俞海云冒爱琴郑翠红丁赔赔肖德伟张豪

2017, 17 (1): 201-208. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216225

摘要（1026）

PDF （471KB）（673）

有机相变储能材料是相变储能材料的重要分支，其主要缺点之一是热导率较低，极大地限制了其应用. 目前提高有机相变储能材料热导率常用的方法是利用复合手段增强整个体系的导热性能，如添加纳米粒子、微胶囊化和多孔基质吸附等. 本工作对当前有机相变储能材料增强导热的方法、工艺、原料、导热增强机理及存在的问题等作了综述，并对下一步的研究与发展方向作了展望.

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32. 水平降膜管外液膜厚度分布

林仕黄成李学来

过程工程学报 2017, 17 (2): 209-216. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216268

摘要（1083）

PDF （288KB）（424）

研究了液膜流动破裂的基础机理，构建了考虑表面张力、重力、惯性力及剪切应力等因素的液膜动力模型，采用边界层积分法，引入含有三次项剪切力项的速度分布函数，推导二维稳态水平管外环向液膜的厚度方程. 通过数值方法求解该厚度方程，得到水平管外环向液膜厚度的分布规律. 结果表明，随环向角度增大，环向液膜厚度先减小后增大，最薄液膜位置角在环向90?之后，且流量、剪切应力系数与管径等因素不改变环向液膜厚度的分布趋势，改变了环向最薄液膜位置角. 最薄液膜位置角随流量增大、剪切应力系数减小及管径减小而增大. 表面张力是影响环向液膜稳定性不可忽略的因素.

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33. 基于OpenFOAM模拟二次风对旋风分离器性能的影响

疏志勇钱付平郭旺

过程工程学报 2017, 17 (2): 217-223. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216276

摘要（1153）

PDF （1214KB）（932）

基于开源软件OpenFOAM建立旋风分离器气固两相流数值计算模型，考察了二次风对旋风分离器性能的影响，比较了模拟结果与实验数据. 结果表明，模拟结果与实验数据吻合度较好，压降和效率平均误差分别为9.89%和1.33%，模型可靠；二次风可有效削减二次流，减少上灰环和短路流，提高分离效率；二次风风速增加，旋风分离器的分级效率增加但增加速率逐渐降低. 旋风分离器压降随二次风风速增加而增加，二次风入口速度达到15, 25和30 m/s时，旋风分离器压降分别达到无二次风时压降的2, 3和4倍，引入二次风同时应综合考虑能耗和效率.

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34. 叶片流道堵塞对单个旋风管影响的数值模拟

孙扬管西旗李琦

过程工程学报 2017, 17 (2): 224-230. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216265

摘要（957）

PDF （1052KB）（230）

针对轴向入口叶片式多管分离器中的一根旋风管，基于纳维斯托克方程和连续性方程，采用雷诺应力模型，并结合现场工况，使用有限体积法对单管旋风管内三种叶片流道堵塞情况下的速度场、压力场和动能耗散进行了数值计算，分析了压力损失和分离效率的变化. 结果表明，叶片堵塞会使环形分离空间的气流出现偏心，且影响宽度和深度随叶片堵塞个数增加而加深；叶片堵塞造成局部压力和速度的增高，使旋风分离器内压降增加；偏心气流和局部速度增加，造成分离效率随叶片堵塞数增加而略有上升；叶片堵塞不会导致旋风分离器分离效率下降，但是会提高压降、增大能耗，从而导致在压缩机输出功率不变的情况，因管路阻力增大而使流量减小，实质上是降低了处理气量，但短时不会造成气质降低. 分离器在正常情况下满足天然气处理要求，叶片堵塞时应及时清理堵塞物以保持额定的处理气量并降低能耗，稳定输气装置的负载.

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35. 高速气流冲击下微细颗粒的输送特性

孟凡凯尹少武张沛刘传平王立

过程工程学报 2017, 17 (2): 231-236. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216291

摘要（861）

PDF （347KB）（363）

研究了高速气流冲击下微细颗粒在流化床中的供料输送特性，利用正交实验考察了气体流量、开孔数、孔径和气孔埋入料层深度对微细颗粒输送特性(输送速度和粉气比)的影响. 结果表明，气体流量为1~2.5 m3/h时，增加气体流量能显著提升微细颗粒的输送速度；孔径越小越有利于提升输送效果，但需注意喷口处气体流速限制；开孔数对微细颗粒的输送特性影响不显著；随气孔埋入料层深度增加，高速气流冲击破碎作用局部强化，输送效果明显提升. 孔径2 mm、开孔数1个、气孔埋入料层深度200 mm和气体流量2.5 m3/h的操作条件下，输送速度可达3.1 g/min，粉气比为0.058 g/g.

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36. 气流剪切错流旋转填料床气相压降特性

袁志国刘慧军刘有智

过程工程学报 2017, 17 (2): 237-242. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216357

摘要（990）

PDF （272KB）（345）

以空气?水为研究体系，采用单因素法，在气流剪切错流旋转填料床中分别考察了气速、超重力因子对干床压降的影响及气速、超重力因子和液体喷淋密度对湿床压降的影响. 结果表明，气流剪切错流旋转填料床干、湿床压降均随气速和超重力因子增大而增大；气速较低、超重力因子较大时，湿床压降随液体喷淋密度增大而减小；在高气速和小超重力因子时，湿床压降随液体喷淋密度增大而增大. 关联实验数据可得到气流剪切错流旋转填料床的压降关联式，与实验结果的偏差在±15%以内.

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37. 垂直旋转圆盘内蒸汽与物料间传热性能研究

张天琦张翠翠葛仕福余辉杨叙军

过程工程学报 2017, 17 (2): 243-247. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216300

摘要（827）

PDF （354KB）（183）

基于旋转圆盘干燥机，以建筑用砂为实验材料，搭建单个垂直旋转圆盘传热实验台，在能量守恒的理论基础上，分析研究垂直旋转圆盘的转速、物料颗粒粒径、物料填充率对传热性能的影响。研究表明圆盘转速对传热性能影响较大，几乎呈线性增长关系；物料颗粒粒径和物料填充率分别对平均传热系数呈近似线性下降关系和近似线性上升关系；圆盘表面气膜传热热阻约为颗粒传热热阻的26倍。实验对优化圆盘干燥机参数等有一定的参考价值。

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38. 固定化生物吸附剂对废水中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附性能

李大军周立王庆龙葛铮

过程工程学报 2017, 17 (2): 248-253. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216299

摘要（994）

PDF （360KB）（199）

摘要：从含重金属废渣堆积区土壤中筛选分离一种对重金属Pb2+、Cd2+具有高耐受性的功能菌株，用包埋法制备成固定化生物吸附剂，并将其用于吸附含重金属的废水。考察了重金属初始浓度、吸附时间、废水pH值、吸附剂投加量等影响因素对吸附性能的影响。实验结果表明：筛选出的菌株为短杆菌，对Pb2+、Cd2+的最大耐受浓度分别为2200 mg/L和700 mg/L；吸附剂投加量为10 g/L，废水pH为6时，Pb2+和Cd2+达到最大吸附率分别为87.77%和57.50%；Pb2+和Cd2+基本可在40min内被快速吸附而达到平衡浓度，最大吸附量分别达到114.36mg/g和82.12 mg/g；废水初始pH为5-7时利于吸附率的提高；Pb2+和Cd2+初始浓度的增加会使吸附率降低，且Pb2+比Cd2+的初始浓度对吸附速率影响更大。Langmuir和Freundlich方程吸附拟合表明，Pb2+、Cd2+的吸附主要为单分子层的表面吸附；Pseudo-second Orde动力学方程拟合说明，吸附过程的限速步骤主要为化学吸附，且Pb2+比Cd2+更容易被吸附。

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39. 双溶剂协同萃取精馏分离乙酸甲酯 - 甲醇 - 水工艺模拟

高晓新朱碧云顾强蒋宇杨德明

过程工程学报 2017, 17 (2): 254-258. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216232

摘要（961）

PDF （231KB）（507）

针对乙酸甲酯?甲醇?水体系，在筛选萃取剂的基础上，提出了双溶剂四塔萃取精馏、单溶剂三塔萃取精馏及双溶剂协同萃取精馏3种分离工艺. 用Aspen Plus软件模拟萃取精馏过程，并以能耗和年总费用作为评价指标，计算各萃取精馏工艺合适的操作参数和设备参数. 结果表明，水和乙二醇是分离该体系较合适的萃取剂，单溶剂三塔萃取精馏工艺较双溶剂四塔萃取精馏工艺优异，能耗减少约37.9%，年总费用降低约38.9%. 双溶剂协同萃取精馏工艺比双溶剂四塔萃取精馏工艺和单溶剂三塔萃取精馏工艺能耗分别减少约45.6%和12.4%，年总费用分别降低约43.5%和11.6%.

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40. 多级沉淀法处理含砷废水

门玉李洪枚 OTGON Nasantogtokh 张广积

过程工程学报 2017, 17 (2): 259-262. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216228

摘要（885）

PDF （353KB）（280）

提出了一种处理低浓度含砷废水的新方法，通过控制pH值进行多级沉淀得到了含水率低、过滤性能良好、性质稳定的固砷沉淀. 使用该法处理1 g/L的低砷废水，在Fe/As摩尔比为7.9、初始pH 1.5、反应温度95℃、终点pH 6.0的条件下的除砷率可达100%.

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