过程工程学报

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过程工程学报. 2019, 19(6): 0.

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细颗粒物凝并技术机理的研究进展

吴湾王雪朱廷钰

过程工程学报. 2019, 19(6): 1057-1065. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219106 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219106

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凝并技术是提高烟气中细颗粒物(PM2.5)去除效率的关键技术之一。凝并机理的研究有利于加深对细颗粒物凝并过程的理解，最大限度地提高PM2.5的凝聚速度，使PM2.5在较短的时间内团聚成大颗粒。本工作对电凝并、化学凝并和声凝并3种凝并效果显著的凝并技术机理进行概述，分别介绍了电凝并机理的核心电凝并系数方程，不同化学添加剂对颗粒的作用机制，同向运动、流体力学和声致湍流作用下的声凝并机理的发展现状。阐述了现有研究的不足，并提出在后续凝并机理的研究中，可利用高速显微摄像技术实时观测颗粒的凝并过程，对已有凝并机理进行验证及修正。同时还需考虑实际烟气成分对颗粒凝并的影响，进一步完善颗粒的凝并机理。

具有双层桨结构的自吸式搅拌反应器的流体力学性能

韩愈包雨云马鑫蔡子琦高正明

过程工程学报. 2019, 19(6): 1066-1074. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219113 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219113

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在直径0.48 m的搅拌槽中以水?空气为介质，对具有双层桨结构的自吸式反应器的流体力学性能进行了实验研究，考察了自吸式桨浸没深度、底层桨结构和搅拌桨层间距对自吸式桨的临界吸气转速、吸气速率和气含率的影响。结果表明，临界吸气转速随自吸式桨浸没深度增加而增加，临界吸气转速几乎与下层桨的结构无关；吸气速率与气含率随浸没深度增加而减小，吸气速率与气含率受下层桨影响较大，层间距为自吸式桨直径(D)且采用上推式的四叶宽叶翼形轴流式桨作下层桨时，自吸式桨的吸气性能最佳。

边界条件对颗粒–流体对流传热的影响

孙丽张楠刘新华范怡平

过程工程学报. 2019, 19(6): 1075-1084. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219118 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219118

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对单个球形颗粒与周围流体的对流传热进行数值模拟，考察了等温边界、等热流量边界和流固耦合边界条件的影响。结果表明，流固耦合边界和等温边界所得时均面积加权努塞尔数与经验公式计算结果基本一致，等热流量边界模拟结果大于其它两种边界条件结果。时间平均局部面积加权努塞尔数的分布表明，当流动稳定且不发生分离时，努塞尔数从前滞点到后滞点逐渐减小；当出现非稳态涡旋时，努塞尔数从前滞点到分离角附近逐渐减小并出现最小值，后逐渐增大直至后滞点。

空心喷嘴喷淋特性实验研究

赵亮焦娟娟王鹏朱晓静邱庆刚沈胜强

过程工程学报. 2019, 19(6): 1085-1092. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218321 　　CSTR: 32067.14.jproeng.218321

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为使大型水平管降膜多效蒸发海水淡化装置的横管降膜蒸发器均匀布液，自主设计并搭建了一套离心喷嘴喷淋特性实验台及径向喷淋密度测量装置，通过高速摄影仪拍摄的喷淋照片对喷淋外缘进行标注测量，得到喷嘴各喷淋锥角，对旋流式空心喷嘴的流量、喷淋锥角和径向喷淋密度等喷淋参数随入口压力、喷淋高度的变化规律进行实验探究分析。结果表明，流量随入口压力增加而增加，但入口压力越大，流量增长速度越缓慢；正常工况下，喷淋锥角由喷嘴出口扩张段角度决定，与喷嘴扩张角保持一致，在重力作用下出现向内的收缩圆弧液膜边；喷淋形状为规则的环形喷淋，入口压力增加使有效喷淋区域整体向中心压缩，喷淋密度峰值变大，两波峰的对称性得到改善，压力为349 kPa时，喷淋密度基本完全对称，增加喷淋高度则情况相反。根据此喷淋密度分布特点，在设计横管蒸发布液器时合理控制工况压强，根据峰谷叠加原理可有效消除无效喷淋区域。

硬球-拟颗粒模拟高超声速稀薄气体流动

赵祺赵明璨马琳博葛蔚

过程工程学报. 2019, 19(6): 1093-1100. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219120 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219120

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发展了适应高超声速稀薄流动的硬球-拟颗粒模拟(HS-PPM)，并分别采用硬球分子动力学模拟(HS)、HS-PPM和直接模拟蒙特卡洛(DSMC)对马赫数为5、努森数为0.8的圆球绕流进行模拟，证明了HS-PPM可以得到更接近HS的模拟结果。对雷诺数100、马赫数5~19的三维圆球绕流，采用HS-PPM模拟得到了填充率0.01~0.08、完全热边界和完全滑移边界条件下的曳力系数，与HS模拟结果的一致性较好；模拟了马赫数24、努森数0.11~4.55的零攻角三维尖锥绕流，结果与文献中DSMC的模拟结果相符。研究验证了HS-PPM处理高超声速稀薄气体流动的可行性。

混配组分对基于KH₂PO₄/Al₂O₃催化剂的酚油醚化的影响

袁博王泽宋文立李松庚

过程工程学报. 2019, 19(6): 1101-1110. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219155 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219155

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以KH2PO4/Al2O3为催化剂，针对以甲醇为烷基化试剂的酚油醚化体系，研究了5种混配组分(乙酸、甲酸、丙酮、呋喃、乙酸乙酯)对酚油醚化反应规律的影响。结果表明，丙酮对促进烷基酚转化为芳醚的作用效果最强。基于丙酮混配组分，500℃下探究了丙酮质量配比的影响，基于最佳丙酮添加量(50wt%)，进一步考察了温度对反应体系的影响，并进行机理分析。结果表明，丙酮含量不高于70wt%时，液体收率随丙酮含量升高而降低，进一步提高丙酮含量时液体收率基本稳定。各丙酮含量下，液体产物中均未检出邻甲氧基苯酚或其它任何烷氧基酚。较高丙酮含量时烷基酚含量显著降低。丙酮含量为50wt %时，芳醚含量出现极大值(29.06area%)，进一步提高丙酮含量，芳烃及其它组分显著增加，导致产物中芳醚含量降低。随反应温度升高，产物中的芳醚和芳烃含量分别在500和450℃时出现极大值。综合考虑液体收率和产物极性两方面因素，确定该反应体系的最佳反应温度为450℃，丙酮添加量为50wt%，最佳条件下产物中芳醚与芳烃总量达52.90area%。丙酮分子中的羰基与酚系物中的羟基发生作用，分解产生CO2，同时烷基酚与烷氧基酚脱羟基后分别得到芳烃和芳醚两类主要液相产物。

生物质还原-磁选不锈钢酸洗污泥

张祎宋强舒新前

过程工程学报. 2019, 19(6): 1111-1119. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219134 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219134

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以生物质为还原剂，通过还原?磁选实验考察了还原温度、生物质种类和添加量、磁场强度及磁选粒度对回收酸洗污泥中铁的影响。结果表明，在反应温度为700℃、棉花秸秆添加量为5wt%、还原产物破碎至粒度小于0.074 mm颗粒占70%、磁场强度为200 mT条件下磁选回收，所得产物中铁品位为67.72wt%、回收率达91.83%。

烟煤化学链反应特性及机理分析

孙小青陈朋刘永卓郭庆杰

过程工程学报. 2019, 19(6): 1120-1128. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219135 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219135

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在固定床反应器中添加铁基载氧体Fe4Al6和铜基载氧体Cu4Al6，进行巨野(JY)烟煤化学链燃烧实验，通过气相色谱(GC)、红外光谱(FT-IR)等分析了JY煤化学链反应特性及表面官能团演变规律。结果表明，相对于Al2O3，Fe4Al6或Cu4Al6为床料时，JY煤中CO2含量分别提高了52.25%和59.16%，最大碳转化速率分别提高了8.93%和30.36%，Cu4Al6反应效果更好。添加Cu4Al6后，JY煤表面官能团演变进程加快，Cu4Al6对脂肪烃结构、芳香碳骨架和芳香族CH的转化均有明显促进作用。煤中脂肪烃?CH3和?CH2稳定性低、反应速率快，是化学链燃烧初期气相产物主要来源；芳香碳骨架和芳香族?CH稳定性高、反应活性低，反应速率较缓慢，是化学链燃烧中后期气相产物主要来源。

水合物法分离低浓度煤层气中的甲烷

吕秋楠李小森李刚陈朝阳

过程工程学报. 2019, 19(6): 1129-1134. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219126 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219126

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向模拟煤层气(13.11vol% CH4+86.89vol% N2)中添加5.8mol%四氢呋喃(THF)?0.03mol%十二烷基硫酸钠(SDS)促进剂溶液分离提纯煤层气，考察了压力、温度、反应时间对气体消耗量、反应速率、分解气中甲烷浓度、甲烷回收率和甲烷分离因子的影响，采用色谱分析法分别测定了CH4在剩余气相和分解气相中的浓度。结果表明，压力增加，CH4回收率增大，CH4分离因子增大，CH4分离效果越好；温度是影响甲烷分离因子的关键因素，温度降低，氮气和甲烷竞争进入水合物晶体中，导致水合物相中甲烷浓度降低；温度升高有利于提高水合物对甲烷的选择性。甲烷回收效率最高可达98.65%，分离因子最大为14.83。随反应时间增加，分解气中CH4浓度升高。

电喷雾质谱法示踪钨回收过程离子的转化路径

蔺淑洁温嘉玮曹宏斌宁朋歌张懿

过程工程学报. 2019, 19(6): 1135-1142. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219158 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219158

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将环隙式离心萃取器(ACCs)与电喷雾飞行时间质谱(ESI-TOF-MS)相结合，在线监测了回收过程中的钨萃取行为(宏观)和钨形态的转化路径(微观)，发现宏观萃取反应和微观离子形态转化同时发生并相互补充。伯胺N1923萃取钨在144 s内即可达到萃取平衡，萃取率高达98%以上，同时，酸钨比n(H)/n(W)是一个关键变量，当酸钨比n(H)/n(W)=2.4时，全流程钨回收率超过93%。最后，得到了基于钨形态监测的萃取机理，同时，减少原料液中W1含量，增加W10含量，可有效提高钨回收效率。

苯酚浓度对亲油疏水型滤材聚结性能的影响

郭骥姬忠礼

过程工程学报. 2019, 19(6): 1143-1152. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219127 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219127

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为探究油品中非烃化合物对滤材聚结性能的影响，在固定含水量1000?10?6(wt)的油水乳状液中添加不同浓度的苯酚，研究亲油疏水滤材的除水效率及过程压降。结果表明，实验过程中滤材的压降有3个阶段：油品对滤材的润湿及水膜初步形成、滤材中水膜形成并稳定、水珠脱落与聚结的动态平衡。随苯酚浓度增加，滤材从疏水态经过渡态逐渐转变为亲水态，苯酚与水摩尔比约为1:3.3时，疏水态向过渡态转变，苯酚与水摩尔比约为1:1.6时，过渡态向亲水态转变，C6H6O(H2O)2是苯酚?水团簇最稳定的结合方式。

移动床除尘器捕集颗粒喷动再生的主要操作因素

常明高思鸿范怡平卢春喜

过程工程学报. 2019, 19(6): 1153-1159. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219146 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219146

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通过对喷动再生操作前后的捕集颗粒进行采样，考察粉尘/捕集颗粒比、提升管气速、颗粒循环量等操作因素对再生效果的影响。结果表明，粉尘/捕集颗粒比、提升管气速、颗粒循环量为影响喷动再生效果的主要操作因素，随粉尘/捕集颗粒比增大、提升管气速增大、颗粒循环量减小，粒级效率增大；喷动再生器在提升管气速较高时，再生效率较高，但若提升管气速过高，捕集颗粒同样会随灰尘一起被带出；喷动再生过程不可避免地造成捕集颗粒的磨损，合适的提升管气速对整个喷动再生系统至关重要，一般为捕集颗粒带出速度的1.1?1.3倍。

基于超声衰减和声速动态监测石蜡的相变过程

胡子健苏明旭李俊峰

过程工程学报. 2019, 19(6): 1160-1166. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218322 　　CSTR: 32067.14.jproeng.218322

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为研究石蜡在相变过程中内部结构和状态的改变特性，用中心频率为5 MHz的脉冲式超声波动态测量石蜡的相变过程，采集并分析不同升降温速率下的声速和声衰减信号的变化规律，结果与差示扫描量热仪(DSC)测量的热力学性质比较，并拍摄石蜡溶解过程的图像为辅助，探讨了二者由于测量原理不同导致的差异和特点。结果表明，两种方法均得到约50℃的初凝点，且二者信号反映的相变规律一致，表明利用声衰减和声速能够较好的表征石蜡在相变过程中的声学特性。超声可能成为一种新的蜡化物性质原位测量手段。

不同热集成变压精馏工艺分离乙酸乙酯/正己烷共沸物的优化与控制

吕利平李航何树华徐建华李兵

过程工程学报. 2019, 19(6): 1167-1177. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219115 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219115

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基于变压精馏分离乙酸乙酯/正己烷共沸体系两塔的温差，利用Aspen Plus软件，以年度总成本最小为目标函数，对部分及完全热集成变压精馏工艺进行了稳态模拟及优化。在此基础上，利用Aspen Dynamics软件开发了多种控制结构，通过引入不同进料流量及组成的扰动测试控制结构的有效性。结果表明，完全热集成变压精馏工艺比部分热集成变压精馏工艺的经济性稍好。动态响应结果表明，部分热集成变压精馏工艺的压力?补偿温度控制结构可有效处理不同程度的干扰，能有效提高控制结构对干扰的响应速度，缩短达到新稳态的时间，保证乙酸乙酯和正己烷产品纯度在99.9wt%之上；而完全热集成变压精馏工艺的组分?温度串级控制结构仅能处理较小的组分和流量干扰，实现稳健控制，无法处理较大的干扰。综合比较两种工艺的经济性和可控性，认为部分热集成变压精馏工艺分离乙酸乙酯/正己烷共沸体系优于完全热集成变压精馏工艺。

废钢对转炉熔池混匀过程的影响

刘勇邓南阳周小宾王多刚彭世恒

过程工程学报. 2019, 19(6): 1178-1185. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219133 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219133

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采用物理模拟研究某炼钢厂250 t转炉冶炼过程中废钢加入量、分布方式和轻重废钢对熔池搅拌混匀的影响。结果表明，轻废钢和重废钢对熔池混匀影响不同，加入轻废钢，熔池混匀时间随废钢量增加而增加，底吹流量为50 L/min时，加入20和60 t废钢熔池混匀时间分别比无废钢时上升48.60%和134.70%。加入重废钢时，废钢在熔池中的分布方式会影响熔池钢液流动，从而影响熔池混匀时间。重废钢在炉底集中分布时，熔池混匀时间随废钢量增加而增加，随底吹气体流量增加而降低。过量底吹气体可能对熔池搅拌有负面影响，底吹流量大于40 L/min时，熔池混匀时间上升。熔池均匀分布时，熔池混匀时间受废钢加入量和底吹气体流量影响。底吹气体流量为25 L/min、重废钢均匀分布时，熔池混匀时间在废钢加入量为40 t和60 t时比20 t时分别降低30.13%和12.93%。废钢倾侧分布时，形成了熔池中非对称搅拌，增加了熔池水平横向流动，一定程度上有利于熔池混匀。相同供气量(25 L/min)下，40 t废钢均匀分布和倾侧分布的混匀时间比集中分布时分别低38.87%和41.01%。

电渣重熔过程结晶器旋转对钢中夹杂物的影响

常立忠常凯华朱雄明陈佳顺高岗

过程工程学报. 2019, 19(6): 1186-1196. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219140 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219140

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基于自行设计的双极串联结晶器旋转电渣重熔炉，采用ASPEX全自动夹杂物分析仪研究了结晶器转速对M2电渣锭洁净度的影响。结果表明，不论结晶器是否旋转，电渣锭中的夹杂物组成基本不变，主要由Al2O3, Al2O3–MnS, Al2O3–SiO2–CaO–MnS, MgO–Al2O3–SiO2–CaO–MnO, MgO–Al2O3–SiO2–CaO–TiO2–MnS, Al2O3–SiO2–CaO–MnO–TiO2组成，其中以Al2O3, Al2O3–SiO2–CaO–MnO–TiO2和Al2O3–MnS数量最多。结晶器静止电渣重熔时，钢中的夹杂物数量较多，且存在50 ?m以上的大颗粒夹杂物，而结晶器转速为6和13 r/min时，夹杂物数量减少，大颗粒夹杂含量大大降低；转速增至19 r/min时，夹杂物数量及尺寸又进一步增加，同时钢中全氧含量、氮含量明显增加。电渣锭中大颗粒夹杂物得以去除的主要原因是结晶器旋转导致金属自耗电极末端的熔融层变薄、熔滴尺寸变小，渣–金接触面积增大，促进了夹杂物被熔渣去除；过快的转速会增加自耗电极氧化、减少渣–金接触时间，从而降低电渣重熔过程的精炼能力。

新型电荷型纳米盘的可控制备及其与细胞色素P450的结合性能

陶娇丽黄永东赵岚朱凯吴学星周丹妮苏志国马光辉刘红缨

过程工程学报. 2019, 19(6): 1197-1203. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219121 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219121

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分别采用氮气吹干法和旋转蒸发法制备由磷脂和膜支架蛋白组成的电荷型纳米盘，用凝胶过滤色谱对其尺寸分级，分析了其性能，考察了其与肝微粒体细胞色素P450的结合能力。结果表明，纳米盘外观澄清透明，微观呈圆盘状，平均直径10 nm，在pH 7.4下Zeta电位为?19.86 mV；肝微粒体破碎液与纳米盘能很好结合，CO差示光谱在450 nm出现明显吸收峰，细胞色素P450含量为0.10 nmol/mg，比活比未经纳米盘处理时提高13.0倍，较传统方法提升1.5倍，且操作时间由数日缩短至数小时。电荷型纳米盘在结合膜蛋白细胞色素P450的同时，活性保持良好，在膜蛋白研究领域极具应用潜力。

鸡白痢沙门氏菌兔抗血清多抗IgG的纯化与稳定

尤星力杨延丽苏志国张媛张松平

过程工程学报. 2019, 19(6): 1204-1211. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219153 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219153

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建立了离子交换层析介质一步纯化鸡白痢沙门氏菌兔抗血清获得多抗免疫球蛋白G (IgG)的方法，利用IgG与杂蛋白等电点的差异，指导阴阳离子交换层析介质筛选和操作条件优化；针对多抗IgG易失活的难题，采用差示扫描荧光法为纯化后的IgG筛选稳定剂。结果表明，通过毛细管等电聚焦测得兔抗血清多抗IgG的等电点为6.04?7.08，阳离子交换介质CM Sepharose Fast Flow层析纯化的IgG最高电泳纯度为63.5%，高效液相尺寸排阻色谱测得IgG回收率为15.5%；阴离子交换层析纯化效果更佳，pH 5.5条件下Q Sepharose XL(Q-XL)介质层析获得的IgG最高纯度达99.3%，回收率达67.5%；200 g/L山梨醇对IgG具有最佳稳定作用，IgG的2个热变性温度分别提高了5.52和8.84℃，70℃时山梨醇的稳定作用更明显；以200 g/L山梨醇为稳定剂、用阴离子交换层析介质Q Sepharose XL一步纯化所得IgG具有高纯度、高收率及高稳定性，且制备工艺简单。

油酸辅助水热合成纳米钛酸锶的性能调控与表征

张娜钟莉段东平

过程工程学报. 2019, 19(6): 1212-1219. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219122 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219122

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采用油酸辅助一步水热法，以廉价易得的锐钛矿型TiO2为钛源、Sr(OH)2?8H2O为锶源合成SrTiO3纳米颗粒，通过XRD, TEM和SEM研究了SrTiO3纳米颗粒的形貌，考察了反应时间、Sr/Ti摩尔比和油酸浓度对SrTiO3纳米颗粒性能的影响，以所制SrTiO3为催化剂降解亚甲基蓝考察其光催化性能。结果表明，钙钛矿型立方相SrTiO3纳米颗粒具有均匀的尺寸和规则的形貌。实验范围内，随反应时间和Sr/Ti摩尔比增加，SrTiO3纳米粒子的晶粒尺寸呈增加趋势；随油酸浓度增加，SrTiO3颗粒粒度呈下降趋势。添加油酸可调控制备出具有规则形貌的钙钛矿型立方相结构的SrTiO3纳米颗粒；Sr/Ti摩尔比为0.75时，产品纯度高、结晶度好。油酸、反应时间和Sr/Ti摩尔比对SrTiO3纳米粒子微观结构的影响可分别用颗粒间作用力、奥斯特瓦尔德熟化和晶体成核理论解释。

基于纳米氢氧化铝颗粒的Pickering乳液制备

吴楠吴颉苗春宇马光辉安文琪

过程工程学报. 2019, 19(6): 1220-1227. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219138 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219138

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以异丙醇铝为原料，采用醇盐水解?水热法制备勃姆石型纳米氢氧化铝颗粒，优化制备条件；以所制颗粒为稳定剂、角鲨烯为油相，通过超声破碎法制备Pickering乳液，考察了颗粒浓度、水相成分、超声时间及功率对Pickering乳液粒径及稳定性的影响。结果表明，水热温度200℃、水热时间2 h条件下，可制得结晶度高且均一的勃姆石型纳米氢氧化铝颗粒，平均粒径为55.70?9.20 nm，多分散性指数(PDI)为0.187?0.011；所制Pickering乳液平均粒径为1870?55 nm，PDI=0.120?0.010，可在室温下稳定储存120 d以上，且生物相容性良好，有望应用于生物医药领域。

钢渣改性活性炭的制备及其降解甲醛性能

张浩徐远迪张磊刘秀玉

过程工程学报. 2019, 19(6): 1228-1233. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219132 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219132

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以钢渣和助磨剂(乙二醇、三乙醇胺和无水乙醇按体积比1:1:1混合)制备钢渣超细粉，用其对活性炭进行改性处理，获得钢渣改性活性炭，研究了钢渣种类、助磨剂用量和钢渣超细粉用量对钢渣改性活性炭降解甲醛性能的影响，分析了钢渣的化学成分、钢渣超细粉的粒度分布及结构、钢渣改性活性炭的微观结构。结果表明，450 g热闷渣与6 g助磨剂制备的钢渣超细粉用量10 g、活性炭30 g、无水乙醇50 g制备的钢渣改性活性炭具有良好的降解甲醛性能，12 h后甲醛降解率为60.9%。热闷渣中Fe2O3和MnO含量高，有利于甲醛在具有孔结构的活性炭中富集与催化降解；适量的助磨剂可显著减小钢渣超细粉的粒径，改善其粒度分布均匀程度，有利于增加钢渣超细粉与活性炭、甲醛的接触面积；可抵消由于活性炭孔隙率与比表面积降低导致的吸附性能下降，提高钢渣改性活性炭降解甲醛的性能。

混凝污泥的资源化回收及其电化学性能

侯蓉曹志钦赵赫宁静恒孟晓飞孙姗姗

过程工程学报. 2019, 19(6): 1234-1241. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219143 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219143

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将混凝污泥碳化后制成电极材料，通过红外光谱和X射线衍射对污泥的官能团结构与晶型进行表征，采用循环伏安和线性扫描伏安法研究不同碳化温度下所制电极材料的电化学性能，并应用于电芬顿体系催化降解双酚A。结果表明，混凝污泥的主要成分为含碳和铁元素的复合物，高温碳化后污泥的结晶度增强。所制电极在电芬顿体系中显示出良好的电催化活性。外部投加Fe2+条件下，经900℃碳化的电极材料为阴极对双酚A的去除率最高，电解130 min后去除率高达99.2%。表明在电化学芬顿法废水处理中有一定的应用前景。

有机添加剂对超级电容器中水系电解液理化性能的影响

刘桐桐王凯陈永修韩永生

过程工程学报. 2019, 19(6): 1242-1249. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219116 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219116

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以6 mol/L KOH水溶液为电解液，高比表面积的活性炭为活性物质，研究了有机添加剂对体系润湿性、电导率、工作电压窗口及阻抗的影响，测试了超级电容器的电化学性能。结果表明，适量添加有机添加剂可明显抑制体系的极化现象，提高超级电容器的工作电压窗口。添加10vol%异丙醇时，电极材料和电解液间的润湿性大幅提高，比电容从79.3 F/g提高至113.2 F/g。添加20vol%异丙醇时，超级电容器的能量密度达19.4 Wh/kg，体系的电荷转移电阻明显降低，在10 A/g电流密度下的比电容比0.5 A/g时下降13.9%，而不加添加剂时下降30.3%。添加30vol%异丙醇时，电解液电导率迅速下降，比电容降低，电导率是影响比电容的关键因素。

生物质制甲醇系统CO₂捕集过程的设计模拟及技术经济性分析

杨时颖郑经纬李宝霞

过程工程学报. 2019, 19(6): 1250-1256. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219168 　　CSTR: 32067.14.jproeng.219168

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通过ASPEN PLUS过程系统建模模拟，设计了生物质制甲醇系统中CO2的捕集工艺流程，并分析了其技术经济性能，研究了不同CO2捕集率的成本及其对生物质制甲醇能耗、水耗的影响。结果表明，捕集率为85%时生物质制甲醇系统CO2捕集封存较佳，单位捕集量的成本最低，有效能耗为453 MJ/t、水耗为193 kg/t、成本为135元/t，远低于直接从大气中捕集CO2。虽然这将使生物质制甲醇的生产成本增加154元/t，但当CO2减排补贴价格为40~50元/t时，则可抵消该部分成本增量。

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