过程工程学报

李兆军杜浩

过程工程学报. 2017, 17(4): 655-663. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216346

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微泡有很多优异性能，如比表面积大、停留时间长、界面?电位高、自身增压溶解、产生自由基、强化传质效率等，目前在国内外得到广泛应用. 我国在胶片制作、医学、浮选、污水处理、采油及冶金工业等方面也有应用，特别是将微气泡用于强化钒渣氧化浸出，在常压反应条件下钒和铬的转化率可分别达90%和85%以上，并已成功用于万吨级全湿法钒渣清洁生产示范工程. 与发达国家相比，我国的微泡技术缺乏系统性，微泡发生器的研发和生产仍是薄弱环节. 建议有关组织建立相应的学/协会或工作委员会，以有效推动微泡技术在我国的研发和应用，助力中国制造业升级. 对国际微泡技术及标准化工作也作了简单介绍.

氧化剂在黄铜矿氧化浸出中应用的研究进展

田国才胡均贤字富庭

过程工程学报. 2017, 17(4): 664-676. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216368

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综述了常温常压下传统酸性介质和绿色溶剂离子液体中Fe3+, H2O2, Cr2O72?, NaClO3, KMnO4, Na2S2O8, O3, NaNO3等氧化剂在黄铜矿氧化浸出中应用的研究进展，分析总结了黄铜矿浸出过程的机理、各种浸出介质及氧化剂的优缺点. 综合分析发现：O3的氧化电位最高、氧化性好，浸出过程中无杂质引入，是酸性介质中氧化浸出黄铜矿最好的氧化剂；酸性体系中添加极性有机溶剂可显著提高Cu的浸出率，抑制铁的浸出且有利于浸出液的净化；离子液体作为一种可设计、选择性好、易循环利用的绿色溶剂用于黄铜矿湿法冶金可显著缩短浸出时间和提高Cu的浸出率，有望开发一种黄铜矿绿色湿法冶金新技术.

基于CFD模拟的新型径向流搅拌桨设计

孙东东郑志永李晶詹晓北高敏杰金亚楠

过程工程学报. 2017, 17(4): 677-683. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217106

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用CFD软件模拟了3种传统径向流搅拌桨—平直叶式、半圆管式和非对称抛物线式搅拌桨的功率消耗和泵送能力等搅拌性能，研究了不同桨叶结构和尺寸对搅拌桨功率准数和泵送能力的影响，设计扇环抛物面桨叶结构，比较了新型桨与传统桨的功率准数、泵送效率等搅拌性能和轴向投影面积率的差异. 结果表明，桨叶外缘顶点曲率增大可减小功率准数和提高泵送效率，轴向高度减小可使功率准数降低但对泵送效率提升不大. 基于空间自由曲面设计的带有新型非对称扇环抛物面桨叶的搅拌桨操作性能最佳，比非对称抛物线式搅拌桨功率准数下降30.8%，泵送效率提高22.6%. 新型搅拌桨轴向投影面积率比非对称抛物线式搅拌桨增加21.5%，能用于气液分散操作.

CFD-DEM模拟颗粒形状对流化床二元颗粒混合特性的影响

王力军韦光超段叔平徐凌锋

过程工程学报. 2017, 17(4): 684-688. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216374

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用计算流体力学耦合离散元方法(CFD?DEM)对Goldschmidt等建立的矩形流化床床内气固混合特性进行三维数值模拟，采用欧拉体系k??湍流模型模拟气相，采用拉格朗日体系离散元方法模拟固相，引入Lacey混合指数作为量化标准，研究了垃圾衍生燃料颗粒形状对混合的影响. 结果表明，圆柱状颗粒的混合质量比同体积当量比的球形颗粒差，且达到混合平衡所需时间较长，垃圾衍生燃料颗粒轴向浓度分布在床层上部高于底部.

气液逆流洗涤器内两相流场的实验研究与数值模拟

李萌李智秦迪范怡平卢春喜

过程工程学报. 2017, 17(4): 689-696. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216238

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采用RNG k?ε湍流模型和欧拉双流体多相流模型模拟了气液逆流接触洗涤器内的两相流场，将计算结果用实验验证.通过考察两相流速、湍流强度、压降、气含率等参数验证了模型的可靠性，对不同喷嘴结构和操作条件下的泡沫区流场特性进行了模拟分析. 结果表明，气液撞击形成泡沫区的湍流强度高，气液两相径向与切向速度较大，轴向速度较小，可用湍流强度大小表征泡沫区的大小. 泡沫区占整个洗涤器的体积分数??随气液质量流量比增大先增大后减小，气液质量流量比为0.0096时达峰值；随进液轴/切流量比增大?先增大后减小，流量比为0.66时达峰值. 喷口直径为8 mm、切向进液倾斜角为60°时气液传质效果最好.

螺距和搭接对螺旋半管夹套强化传热的影响

张静张艳秋吴剑华

过程工程学报. 2017, 17(4): 697-703. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216382

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以导热油YD-300为介质，采用数值模拟方法研究了恒壁温条件下流体的传热和阻力特性，分析了强化传热机理. 结果表明，螺距参数τ接近1.96时强化传热效果最好，阻力最高. τ>1.96的非搭接结构，螺距变化对半管夹套侧传热系数和阻力系数的影响很小；τ<1.96的搭接结构，随螺距缩短半管夹套侧传热系数增加下降明显. 小范围(1.96>τ≥1.86)搭接形式改善了搭接壁面与换热壁面附近的速度场结构，有利于强化换热；大范围搭接(τ≤1.47)降低了搭接壁面和换热壁面附近的速度、温度梯度与静压力梯度间的协同程度，降低了换热系数，同时提高了阻力.

超重力床的离心密封性能及其CFD模拟

唐迪李育敏计建炳

过程工程学报. 2017, 17(4): 704-708. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216327

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设计了离心密封实验装置，用于超重力床中转子与气相出口管的动密封，以空气?水为介质，通过测定漏气流量和腔内压力研究离心密封性能，同时进行CFD模拟. 结果表明，在实验装置采用的结构尺寸和1600 r/min转速下，离心密封可承受25 kPa的临界压差，在此压差下，漏气流量小于0.2 L/h. CFD模拟的临界压差与实验结果较吻合.

氧化石墨烯辅助乙醇提取竹叶黄酮

王博文李静静巩秋艳魏凤玉徐志强徐迎波

过程工程学报. 2017, 17(4): 709-715. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216348

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采用氧化石墨烯(GO)辅助乙醇回流提取竹叶黄酮，通过部分析因?响应面法得到提取竹叶黄酮的最优条件，分析了提取机理. 结果表明，最优提取条件为温度82℃、时间86 min、乙醇浓度80%(?)、液固比17 mL/g，GO加入量为1.5 mg/g(干物料)，该条件下竹叶黄酮的提取率可达88.4%，比乙醇回流提取高约10.6%. GO能水解植物细胞壁，降低纤维素的结晶度和晶粒尺寸，使传质阻力减小，从而提高竹叶黄酮的提取率.

MIEX树脂去除水源中突发性六价铬污染的参数优化

靳晓鹏丁磊王丹丹高阳

过程工程学报. 2017, 17(4): 716-724. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216323

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水源水中加入六价铬模拟水源突发性六价铬污染，采用单因素和响应曲面法建立了二次多项式回归模型，研究了磁性离子交换(MIEX?树脂去除水源突发性六价铬污染的可行性，对工艺参数进行了优化. 结果表明，MIEX树脂可快速去除六价铬，约40 min时达吸附平衡；六价铬去除率随树脂用量增加而增加，随铬浓度增加而降低，pH为4时达最大值，回归模型可有效预测六价铬在MIEX树脂上的吸附. 树脂用量与六价铬初始浓度、树脂用量与溶液pH、六价铬初始浓度与溶液pH间的交互作用对六价铬的去除有显著影响. 最优参数下MIEX树脂对六价铬的去除率为99.99?.

O₂/CO₂气氛下单颗粒焦炭燃烧竞争效应的数值模拟

曲践李保卫龚志军武文斐

过程工程学报. 2017, 17(4): 725-731. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216340

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基于O2/CO2气氛下焦炭燃烧的复杂气固反应，提出多种碳基随机孔模型(Various Char-RPM)模拟焦炭颗粒燃烧过程，对影响其竞争效应的因素进行分析. 结果表明，焦炭燃烧竞争效应主要发生在动力扩散控制区，此时颗粒孔隙中的气体浓度明显波动，燃烧不稳定. 提高环境中O2浓度和减小焦炭颗粒粒径均可弱化和消除竞争效应，减小粒径的效果更明显.

真空分离法分离Sn-Zn合金粉

韩继标保宇程李一夫蒲正浩杨斌戴永年

过程工程学报. 2017, 17(4): 732-738. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217110

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采用真空蒸馏法从锡锌合金粉中分离锡和锌，考察了还原剂、蒸馏温度、蒸馏时间对锡、锌直收率的影响. 结果表明，采用活性炭作还原剂，在蒸馏温度1373 K、蒸馏时间30 min、原料质量100 g、活性炭6 g的条件下，锡和锌的直收率分别为82.40%和83.62%，残留物中锡纯度为99.31%，挥发物中锌纯度为99.58%. 真空条件下，锡富集在液相残留物中，锌富集在气相挥发物中. 锡锌合金粉中SnO2与ZnO反应，产物为锡酸锌. 真空条件下还原SnO2和ZnO比标准状态下更具优越性.

微生物在肥煤原煤表面的吸附及改性作用

王立艳陈吉江覃西域温江波

过程工程学报. 2017, 17(4): 739-743. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216175

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以疏水性草分枝杆菌M. ph为对照，选用从褐煤中筛选的细菌FML和酵母菌RH，研究微生物在肥煤原煤表面的吸附作用，分析pH值、矿浆浓度和细胞浓度等因素对吸附的影响. 结果表明，20 min内吸附即可达饱和，FML细菌与M. ph类似，吸附模式为单层吸附，RH细菌更接近多层吸附. 酵母菌RH在pH=4?6时吸附较稳定，吸附率达82%，吸附容量为3.2 mg/g. 微生物吸附后，煤表面性质发生了一定改变，RH更易吸附在精煤颗粒表面，可增强精煤的疏水性，FML则使原煤中矸石更亲水，因此可增大原煤中不同组分可浮性的差异，提高浮选效率.

钒化工流程高效提取钒元素

耿立唐李兰杰赵备备白瑞国

过程工程学报. 2017, 17(4): 744-750. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216353

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进行了强碱浸出钒渣焙烧熟料实验及钒化工固体废料(脱硅渣、钒酸铁泥、二次渣)混料低碱量焙烧实验，以提高现有钒渣钠化焙烧工艺钒浸出率. 结果表明，钒相被赤铁矿相(Fe2O3)、板钛矿相(Fe2TiO5)及锥辉石相[NaFe(SiO3)2]包裹，强碱浸出钒渣钠化焙烧熟料工艺中NaOH浓度为10 g/L时，钒浸出率高达83.15%，过滤效率提高12%；二次渣配脱硅渣后加NaOH或Na2CO3焙烧均可高效浸出钒，尾渣含钒仅为0.57%；混渣采用混碱(Na2CO3和NaOH复合添加剂)焙烧提钒，钒酸铁泥配加量在8%以下时，二次渣配钒酸铁泥加Na2CO3焙烧可高效浸出钒，尾渣含钒仅为0.68%.

国外某铜铅银钡多金属矿的分离与回收工艺

李春龙苟延伟先永骏张汉平吴猛付翔宇柏少军

过程工程学报. 2017, 17(4): 751-756. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216347

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对国外某铜铅银钡多金属矿进行铜铅混合浮选、抑铅浮铜、浸出、重选等实验研究，最终确定采用铜铅混浮?精矿浸出?尾矿重选的选冶联合工艺流程，实现了铜、铅、银、钡资源的综合回收. 结果表明，原矿含铜1.52%、铅7.84%和BaSO4 29.91%，银品位为243.8 g/t，经混合浮选得混合精矿含铜8.09%、铅47.21%、银1389.4 g/t，回收率分别为85.50%, 92.91%, 87.93%；在室温(25℃)、浸出剂浓度0.6 mol/L、液固质量比4、浸出时间50 min的条件下浸出，获得了铜、铅、银浸出率分别为84.95%, 5.56%, 21.04%的浸出液和含铜1.54%、铅64.23%、银1787.6 g/t的浸出渣. 浮选尾矿经摇床重选后得BaSO4品位为95.37%、回收率为35%的钡精矿.

超声波强化浸出铝灰中氯的机理

崔维易武平蔡安

过程工程学报. 2017, 17(4): 757-762. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216367

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以某铝厂的铝灰为研究对象，进行了常规和超声波强化脱除铝灰中氯的对比，并对强化机理进行了研究. 结果表明，超声波强化除氯的最佳条件为pH 4、浸出时间1 h、浸出液固质量比2、超声波功率150 W. 超声波的强化活化作用下，可剥离固体产物层，使反应界面不断更新，减少反应阻力，促进液固反应进行，从而提高浸出率，缩短浸出时间. 除氯后的铝灰可作为原料返回电解，通过收集氨气得到氨水产品，浸出液蒸发浓缩得NaCl产品，实现综合利用.

气氛条件对超临界锅炉水冷壁高温腐蚀的影响

刘昕昶鄢晓忠刘泽龙彭育明邓彬

过程工程学报. 2017, 17(4): 763-770. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216365

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研究了湖南某厂660 MW超临界锅炉水冷壁在管式炉中炉温450℃、不同O2, N2, H2S, CO混合气氛条件下的腐蚀情况，建立了腐蚀速率与时间的函数，用扫描电镜及能谱研究了气氛条件和腐蚀时间对水冷壁高温腐蚀的影响. 结果表明，烟气中H2S含量每提高0.01%(?)，腐蚀速率增加约15%，H2S含量为0.02%~0.05%(?)时，腐蚀速率随时间增加不断减慢；复合膜中FeS不断累积会加速Fe向表面迁移，强化金属氧化；当H2S含量上升至0.07%(?)时，复合膜表面形成晶体间裂隙结构，将进一步加快高温硫化及氧化.

顶燃式热风炉钢壳受力及变形分析

颜坤程树森

过程工程学报. 2017, 17(4): 771-778. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216337

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通过建立顶燃式热风炉炉壳弹塑性模型，研究了盲板力作用下热风炉炉壳的受力状态及变形情况. 结果表明，在内部气体压力作用下，热风炉炉壳及热风总管变形弯曲挤压热风支管，导致热风炉炉体、总管与支管相交线附近炉壳出现应力集中，送风期热风炉热风出口顶部与底部发生塑性变形；热风炉出口附近钢壳在顶部、底部附近所受Z向拉应力及左右两侧附近所受Y向压应力的作用下向两侧拉伸并沿高度方向压缩，近似成椭圆形；送风期比燃烧期热风炉出口炉壳变形更明显，热风出口处钢壳在操作周期中的反复变形影响热风炉的寿命及稳定性.

多功能铁水包模式经济连浇炉数计算模型

袁飞徐安军贺东风谷宗喜冯凯刘晶波

过程工程学报. 2017, 17(4): 779-784. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217146

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以综合成本最优为目标，分别建立转炉热源充足及热源平衡(欠热)两种情况下的经济连浇炉数计算模型，经济连浇炉数为由铁水包备包造成的成本损失与中间包耐材损失、钢水收得率成本损失之和相减，综合成本损失最小的连浇炉数. 应用该模型，以重钢新区2#连铸机SPHC钢种为案例进行计算，转炉热源富余和热源平衡(欠热)情况下的经济连浇炉数分别为16和15炉.

磷渣基地聚合物胶凝材料固化微细粒铁尾矿

和森罗钧耀郑森黄静周新涛夏举佩罗中秋

过程工程学报. 2017, 17(4): 785-790. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216361

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用磷渣基地聚合物胶凝材料对65%的微细粒铁尾矿浆体进行固化处理，考察了胶凝材料掺量对尾矿固化体各项力学性能的影响，分析了尾矿固化体的微观结构. 结果表明，尾矿固化体的力学性能受胶凝材料掺量影响显著，固化28 d后尾矿固化体的抗压强度在胶凝材料掺量为3%(?)时达0.2 MPa，掺量为14%(?)时大于3.0 MPa；不同胶凝材料掺量的尾矿固化体渗透系数均小于1?10?4 cm/s. 胶凝材料水化产生的水化凝胶可将尾矿中的各组分胶结在一起形成具有一定承载力和水稳性的硬化体，磷渣基地聚合物胶凝材料可作为尾矿固化的一种潜在固结剂.

碱度对熔融改质镍渣中磁铁矿相析出长大的影响

李国洲申莹莹马泳波张燕云陈敏杜雪岩

过程工程学报. 2017, 17(4): 791-796. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216377

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为实现铁资源高效回收，以CaO为改质剂、空气为氧化剂，改质熔融氧化处理镍渣，分析了反应前后渣样的物相组成及组织形貌，考察了反应后氧化渣样中元素的分布情况，测定了不同碱度下磁铁矿相的结晶量和颗粒尺寸，分析了碱度对磁铁矿相析出长大过程的影响. 结果表明，原渣中的铁主要赋存于铁橄榄石相及铁镁橄榄石相中，改质可将渣中Fe, Ni, Co, Cu元素在磁铁矿相中富集，适宜的碱度有利于磁铁矿相析出与长大，碱度为0.6时渣中铁以磁铁矿相形式析出，呈颗粒状，结晶量最大，为36.4%，颗粒平均粒径大于50 ?m，分布较均匀.

丙酮气相缩合合成3,5-二甲基苯酚的热力学分析

雒康杨友得苏蕾潘悦陈立宇

过程工程学报. 2017, 17(4): 797-803. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216301

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对丙酮气相合成3,5-二甲基苯酚的反应过程进行了热力学分析，根据产物分析结果和反应历程，将反应分为3个阶段：丙酮的羟醛缩合反应、丙酮和异丙叉丙酮的1,6-Michael加成反应和异佛尔酮芳构化反应；采用Benson基团贡献法估算了部分化合物的热力学参数，推导了3步反应的焓变、吉布斯自由能变和反应平衡常数与温度的关系. 结果表明，在373~973 K温度范围内，3个反应均能自发进行，异丙叉丙酮生成异佛尔酮为放热反应，丙酮生成异丙叉丙酮为可逆反应，异佛尔酮生成3,5-二甲基苯酚的反应为不可逆反应.

微/纳米Al-CuO铝热剂的燃烧性能

朱自成李凡朱宝忠孙运兰吴玉欣

过程工程学报. 2017, 17(4): 804-809. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216359

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采用自制的点火测试装置研究了不同当量比φ下，含不同粒径铝粉的Al?CuO铝热剂的燃烧性能. 结果表明，随当量比φ增大，含不同粒径铝粉的Al?CuO铝热剂的火焰传播速率均呈下降趋势. 在相同的Al与CuO质量配比下，φ>1.5时铝热剂的火焰传播速率随铝粉粒径减小而增大，φ<1.5时火焰传播速率随铝粉粒径增大而增大. φ减小，铝热反应剧烈程度增加. Al与CuO质量配比为50:50时，铝热反应的最高燃烧温度随铝粉粒径增加而升高.

基于化学激发的钢渣胶凝活性

张浩龙红明杨刚刘在春刘秀玉

过程工程学报. 2017, 17(4): 810-813. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217102

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以钢渣为研究对象，分别用硅酸钠、硫酸钠、碳酸钠、硫酸和醋酸激发钢渣的胶凝活性，依据相关标准测定了7 d和28 d时的活性指数. 结果表明，水玻璃、碳酸钠和醋酸可较好地激发钢渣胶凝活性，水玻璃掺量为1.6%(?)、碳酸钠掺量为2.4%(?)和醋酸浓度为0.10 mol/L时，激发钢渣胶凝活性最佳. 硫酸钠和硫酸对钢渣具有良好的活性激发作用，尤其早期对钢渣活性激发效果更好，硫酸钠掺量为3.2%(?)和硫酸浓度为0.10 mol/L时，激发钢渣胶凝活性最佳.

不透明红球菌生产谷氨酸氧化酶发酵过程优化

刘佳徐继嗣罗秋玲陈修来刘立明

过程工程学报. 2017, 17(4): 814-820. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216335

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对自主筛选的不透明红球菌FMME1-41进行发酵营养条件优化，得到最佳发酵培养基：酵母粉6 g/L，大豆蛋白胨2 g/L，(NH4)2SO4 0.8 g/L，葡萄糖25 g/L，KH2PO4 3 g/L，MgSO4 0.6 g/L，MnSO4 0.3 g/L，L-谷氨酸2.5 g/L，在最佳培养基中发酵30 h，LOGX酶活达到6.12 U/mL.在7.5 L发酵罐中进行补料策略优化，使用分批发酵和DO-stat补料相结合的两阶段发酵方法，发酵周期40 h，LOGX酶活达到21.5 U/mL，是分批发酵LOGX酶活的2.8倍. 利用LOGX在2 L体系中转化L-谷氨酸生产α-酮戊二酸（α-KG），α-KG产量达到92.0 g/L，摩尔转化率为92.6%，α-KG生产强度为9.2 g/L/h.

两亲性刺突微球的制备及性能表征

胡琳琳韦祎徐玉松居殿春马光辉

过程工程学报. 2017, 17(4): 821-826. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216372

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以两亲性聚合物聚乙二醇-聚(乳酸-乙醇酸)共聚物(mPEG-PLGA)为材料，采用复乳法结合溶剂挥发法制备mPEG-PLGA刺突微球，用其吸附蛋白多肽类药物.考察了膜材组份比、LA/GA摩尔比、内水相与油相体积比、油相与外水相体积比、固化条件等因素对微球的形貌结构及包埋率的影响. 结果表明，优化的制备条件为：膜材组份比1/19，LA/GA摩尔比50/50，W1/O体积比0.2/1，O/W2体积比1/10，固化搅拌速率500 rpm. 该条件下，微球刺突结构特征明显，包埋率较高，达到70%以上，且比表面积是普通光滑微球的14倍.

醇脱氢酶同工酶基因表达与酿酒酵母催化2-辛酮不对称还原的关系

石贤爱林海虹王晓萍方世银

过程工程学报. 2017, 17(4): 827-833. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216350

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以II型酿酒酵母为催化剂、2-辛酮为底物、水/正十二烷两相体系为反应体系，考察了有机介质处理对酿酒酵母ADH 1?3同工酶基因表达水平的影响及其与催化2-辛酮不对称还原反应特性的关联性. 结果表明，酿酒酵母细胞经不同有机介质分别处理后，部分醇脱氢酶(ADH)同工酶基因的表达水平发生明显变化，酵母细胞催化2-辛酮不对称还原反应的特性也不同. 甲苯和2-辛醇处理严重抑制ADH1基因的表达，而正十二烷、正辛烷和正己烷处理对ADH 1基因表达影响不大，但2-辛酮处理使ADH 1基因的表达水平大幅度提高，甲苯和2-辛醇处理使ADH 2基因的表达水平大幅提高，但正十二烷、正辛烷、正己烷和2-辛酮处理抑制ADH 2基因的表达. 抑制ADH 1的基因表达可能使催化2-辛酮不对称还原反应催化活性降低，而抑制ADH 2的表达则可提高细胞催化不对称还原的选择性. 未发现ADH 3基因表达与酵母催化活性和反应选择性之间的关联，表明ADH 1是催化底物2-辛酮不对称还原的主要同工酶，且具有良好的对映选择性，而ADH 2对2-辛酮的不对称还原的对映选择性不佳.

丝氨酸蛋白酶催化结构域无活性突变体的表达、纯化与结晶

郭团玉赵宝玉袁彩黄明东

过程工程学报. 2017, 17(4): 834-838. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216364

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构建了丝氨酸蛋白酶Matriptase的催化结构域无活性突变体质粒S195A，并在酵母中表达，通过阴离子柱粗捕获及分子筛和离子交换柱纯化得到高纯度重组蛋白，通过气相扩散法得到无活性突变体的晶体. 结果表明，与野生型相比，单点突变极大程度提高了Matriptase的表达，Matriptase无活性突变体不具有水解底物活性，但仍可与抑制蛋白HAI-1结合. 晶体分辨率为1.48 ?，195A突变没有影响Matriptase的构象.

Ba_1-x-1.5ySr_xMoO₄:ySm³⁺红色荧光粉的水热法合成及发光性能

李慧梁亚琴毛晓明

过程工程学报. 2017, 17(4): 839-844. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216354

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采用水热法合成Ba1?x?1.5ySrxMoO4:ySm3+系列红色荧光材料，对其进行了表征，考察了Ba2+和Sr2+含量及Sm3+掺杂量、反应温度和pH值对材料相结构、荧光性能和微观形貌的影响. 结果表明，pH=7、反应温度130℃条件下合成的Ba0.843Sr0.15MoO4:0.005Sm3+具有最佳的发光性能和显微形貌，在波长405 nm的荧光激发下，粉体的发射光谱呈现三峰发射，分别位于564, 600, 648 nm，分别来自Sm3+的4G5/2→6H5/2, 4G5/2→6H7/2和4G5/2→6H9/2的电子跃迁，其中以4G5/2→6H9/2的跃迁发射强度最强.

锂离子电池正极废料中有价元素的选择性回收及其动力学模型

宋佳丽孙峙高文芳王瑛林晓曹宏斌

过程工程学报. 2017, 17(4): 845-852. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216358

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以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极片生产废料为原料，用实验室自行研发的有机酸浸取剂IPE-A分离正极片中的铝箔，并对其中的有价元素进行选择性回收. 结果表明，浸取剂IPE-A浓度3.5 mol/L、还原剂H2O2 4%(?)、固液比40 g/L、60℃水浴加热、反应40 min时，Li的浸出率为98.17%，Ni, Co, Mn的浸出率分别达93.45%, 94.54%, 96.41%，正极废料中铝箔集流体中的Al浸出率仅为2.07%，达到了很好的分离回收效果. 采用Avrami方程描述浸取剂IPE-A浸出反应的动力学，浸出Ni, Co, Mn, Li的活化能分别为36.30, 36.71, 36.47, 33.21 kJ/mol，化学反应为浸出过程的控速步骤.

全液压压裂车功率节能匹配优化

杨波

过程工程学报. 2017, 17(4): 853-858. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216344

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针对压裂车大功率、高油耗等特点，对采用多台发动机的全液压压裂车进行功率节能匹配优化；根据负载变化规律，采用中位数法识别负载工况；基于发动机样本和液压泵效率台架试验，采用多项式拟合算法分别建立发动机比油耗和液压泵效率模型，找到发动机油耗经济区和液压泵高效区；使用自适应惩罚函数法建立综合油耗目标函数，在各负载工况下，基于遗传算法优化输出最佳发动机转速和液压泵排量比组合，使发动机比油耗较低、液压泵效率较高，实现综合油耗最低. 结果表明，当压裂车工作压力为40?70 MPa时，新方案与原方案相比，综合节油率达30.92%?0.05%，平均节油率为6.92%?4.20%，具有较好的节油效果.

高沸点升溶液蒸发系统的设计与分析

刘燕裴程林王建达夏天天张伟杜亚威

过程工程学报. 2017, 17(4): 859-865. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216329

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针对高沸点升溶液蒸发过程的特点，结合蒸汽压缩机提升二次蒸汽压力和温度的实际能力，提出一种分级压缩的机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发系统，建立了分级压缩和多级压缩MVR蒸发系统的数学模型，考察了溶液沸点升高、压缩机压缩比和一级排出液浓度等运行参数对蒸发系统能耗、蒸发器换热面积、设备成本和系统总费用的综合影响. 结果表明，分级压缩MVR蒸发系统适用于沸点升在15℃以上的物料，NaOH溶液浓缩的最优操作工况为压缩机压缩比2.0、一级排出液浓度23%(?). 相同蒸发水量下，分级压缩MVR蒸发系统可节约47.83%的系统能耗和28.75%的设备成本，比多级压缩MVR蒸发系统节能效果好.

生活垃圾燃烧烟气中CO和NO的排放特性

邢献军邢勇强虞浸李永玲马培勇许宝杰

过程工程学报. 2017, 17(4): 866-872. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216330

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采用自制燃烧实验平台，考察了燃烧温度和空气流量对生活垃圾(MSW)燃烧过程中CO和NO排放特性的影响，并与Logistic数学模型预测结果比较. 结果表明，CO排放呈先增后减的单峰曲线，CO平均浓度和峰值浓度随燃烧温度提高先减小后增大，峰值前移，燃尽时间缩短；CO平均浓度随空气流量增加而减小，峰值后移，燃尽时间增加；空气流量13.3 L/min、燃烧温度800℃时，CO的平均浓度最小为44.56 mg/m3. NO排放呈增大?减小?增大?减小的双峰形态，NO平均浓度和峰值浓度随燃烧温度和空气流量增加而增加，空气流量13.3 L/min、燃烧温度950℃时，NO的平均浓度最大为25.26 mg/m3. Logistic模型能较好地描述燃烧过程中N析出率的变化.

季铵盐对煤层气水合物相平衡条件的影响

郭迎梁海峰关钰贺博

过程工程学报. 2017, 17(4): 873-878. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216336

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对四甲基氟化铵(TMAF)、四甲基氯化铵(TMAC)、四甲基溴化铵(TMAB)、四丁基氟化铵(TBAF)和四丁基氯化铵(TBAC)五种季铵盐在低浓度含氧煤层气[30% CH4+65% N2+5% O2 (mol)]中形成水合物的热力学促进作用进行了实验研究，采用恒容压力搜索法得到每种季铵盐在浓度0.17%, 0.29%, 0.62%, 1.38%, 3.5%(mol)、温度282.3~304.5 K、压力0.919~8.435 MPa条件下的水合物相平衡数据. 从季铵盐浓度、季铵盐卤素离子种类及季铵盐烷基种类3个方面综合比较了5种季铵盐的热力学促进效果. 结果表明，5种季铵盐均能改善煤层气水合物形成的热力学条件，最佳促进效果3.5% TBAF>0.62% TMAF>3.5% TBAC>1.38% TMAB>1.38% TMAC，季铵盐卤素离子的促进作用氟离子>氯离子或溴离子，季铵盐烷基的影响丁基>甲基.

烧结矿等效导热系数实验测量及分析

王哲王景甫郭莲莲

过程工程学报. 2017, 17(4): 879-882. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.216324

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测量了某种烧结矿料的真密度、孔隙率及等效导热系数，研究了烧结矿等效导热系数随温度的变化规律. 结果表明，烧结矿等效导热系数在323~750 K随温度升高而上升，在约750 K达到最大值，温度再升高，烧结矿发生部分相变，导致导热系数下降. 实际烧结冷却过程中烧结矿温度低于723 K，模拟得出323~723 K下烧结矿固体导热系数呈线性增长，验证了测量结果优于经验值.

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