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期刊信息/Journal information
过程工程学报
过程工程学报

张锁江

双月刊

1009-606X

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010-62554658

100190

北京353信箱

过程工程学报/Journal The Chinese Journal of Process EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《过程工程学报》(2001年以前为《化工冶金》)是中国科学院过程工程研究所主办、科学出版社出版、国内外公开发行的学术刊物(双月刊)。《过程工程学报》重点刊登化工材料、生物、冶金、能源、石油、食品、医药、农业、资源及环境等领域中涉及过程工程共性问题的创新论文,内容主要涉及物质转化过程中流动、分离、传递和化学反应规律,以及相关的独特工艺、设备、流程和使之工业化的设计、放大和调控的理论和方法等。本刊现为国家自然科学核心期刊,中国科学院优秀期刊,国家“期刊方阵”期刊。本刊刊登的论文分别为国内外多家重要的检索刊物和数据库收录,如EI、CA、AJ、日本科学技术文献速报、Cambridge Scientific Abstracts、中国学术期刊(光盘版)、中国期刊网及万方数据一数字化期刊群等。
正式出版
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    多孔生物质碳材料的制备及其在超级电容器中的应用研究进展

    张学民贺冠宇尹绍奇黄婷婷...
    127-138页
    查看更多>>摘要：生物质碳材料是一种绿色环保可再生的能源材料,对其高效利用对实现能源环境的可持续发展和能源绿色低碳转型具有重要意义.生物质碳材料具有多孔性、官能团丰富、比表面积大、电化学性能优异、成本低廉和可再生的特点,广泛应用于能源存储与转化、催化、吸附等诸多领域.然而,生物质碳材料的性质不仅与微观结构密切相关,而且杂原子掺杂对生物质碳材料的结构及电化学性能具有重要影响.实现生物质碳材料结构的精准调控是提高其电化学性能的有效途径.本工作全面综述了生物质碳材料的制备方法及其在超级电容器中的应用研究进展,讨论了多孔生物质碳材料结构与性能之间的关系.在此基础上,深入分析了不同条件、不同制备工艺(如材料的选择、材料的处理和活化方式)等因素对多孔生物质碳材料结构特性的影响机理及其规律;详述了多孔生物质碳材料结构特性对电化学性能的影响机制及其规律,分析了多孔生物质碳材料制备过程及其性能调控尚待完善和改进的地方.最后,指出了未来多孔生物质碳材料制备工艺及其电化学性能研究的主要发展方向.

    生物质碳材料制备工艺电极材料结构特性电化学性能

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    退役动力电池回收利用的现状及碳核算研究进展

    赖志颖赖文斌林楚园何灵均...
    139-150页
    查看更多>>摘要：新能源汽车行业的蓬勃发展促使动力电池报废量大幅上涨,产生数量庞大的固体废物.通过梯次利用和回收再生对退役动力电池进行再利用不仅能够实现有价金属的资源化再利用,还可降低碳排放和生产成本,是推进循环经济发展和资源集约利用的关键环节,对于落实"双碳"战略和推进生态文明建设具有重要意义.目前,研究领域内已发布大量与退役电池相关的文献和资讯,汇总行业关键信息,为业内人员提供参考十分有必要.为此,本综述立足行业现状,讨论了退役动力电池不同回收利用方式对环境和经济的影响,同时,分析回收利用现状并归纳研究进展,提出退役动力电池碳排放核算方法,指出回收的必要性和可行性,为建设无废城市和实现"双碳"目标提供借鉴.希望电池回收行业未来能够在国家的宏观调控下,结合高效绿色的回收技术和相关标准规范实现健康有序发展.

    退役动力电池新能源汽车梯次利用回收再生碳核算

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    弗氏盐法废水除氯产物资源化及二次利用进展

    顾云储鹏葛冬冬黄寿强...
    151-161页
    查看更多>>摘要：废水中高浓度氯离子不仅会腐蚀工业设备,还易污染水环境.目前,已报道了一系列去除废水中氯离子的技术,如膜分离或浓缩、蒸发结晶、化学沉淀、吸附、离子交换、电解、氧化和溶剂萃取等.化学沉淀法在设备投资和可操作性等方面具有较大的优势,其中,相对于基于银、铜或铋等除氯方法,弗氏盐沉淀除氯法因所用原料来源广、价格低而得到广泛研究.但弗氏盐沉淀除氯后会产生大量的化学污泥,这些污泥主要含有弗雷德盐(3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O)、加藤石[Ca3Al2(OH)12]和氢氧化钙等,成分复杂,循环再生难.为使弗氏盐沉淀除氯法能够推广应用,对其除氯产物,特别是其中的弗雷德盐进行资源化再利用至关重要.本工作在介绍弗雷德盐成分结构特性的基础上,通过比较弗雷德盐不同制备方法,突出弗氏盐沉淀法(如超高石灰铝法和钙铝石法)既能去除氯离子又能得到弗雷德盐的优势.根据弗雷德盐含铝和钙成分和层状双金属氢氧化物结构特性,可进行有效的资源化利用,包括去除各类重金属阳离子(如Cu2+,Cd2+,Co2+,Zn2+,Pb2+)和含氧阴离子[如Sb(OH)6-,AsO43-,SeO42-,CrO42-),并制备聚合氯化铝混凝剂、作为污泥脱水调理剂等,这些用途都具有广阔的应用前景,为弗氏盐沉淀除氯法的进一步发展提供借鉴和探索方向.

    含氯废水弗氏盐沉淀法化学污泥弗雷德盐资源化再利用

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    基于多块和自注意TCN结合的冷水机组故障诊断

    孙雨丁强夏宇栋李聪...
    162-171页
    查看更多>>摘要：针对冷水机组故障运行数据特征参数耦合且时序特征难以提取的问题,提出一种基于多块和自注意时间卷积网络(Multiblock Self-attention Temporal Convolutional Networks,MB-SATCN)的故障诊断模型.该模型根据冷水机组传感器与系统结构的物理关系将变量划分为多个子块,在子块中使用TCN挖掘冷水机组运行数据的特征信息,并通过自注意力层加强关键特征对故障诊断结果的影响权重,然后将各子块模型输出的局部特征利用自注意力机制加权融合以构建全局特征,并使用softmax函数进行分类.与对照方法相比,MB-SATCN方法在冷水机组常见故障诊断方面表现更优,对系统故障识别能力更强,平均故障诊断精确率和平均召回率均在97％以上.

    冷水机组故障诊断时间卷积网络自注意力机制算法神经网络模型

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    典型扭曲管内传热与流动阻力性能对比分析

    周西文陈森王旭鹏朱慧杰...
    172-181页
    查看更多>>摘要：为对比分析典型扭曲管内传热及流动阻力性能,以指导优化设计新型扭曲管,基于实验验证,采用数值计算方法,研究了典型横截面形状的扭曲管内流体在低雷诺数时的换热特性.结果表明,扭曲管的规律性螺旋形变诱导其内流体产生周期性螺旋流动,在垂直主流方向上产生二次流,增强了温度梯度与速度矢量间的协同程度,使得扭曲管的传热性能强于等横截面周长的普通圆管;在雷诺数为650～1550时,对流传热系数由高到低对应的换热管依次为扭曲三角形管、扭曲矩形管、扭曲椭圆管、扭曲方形管和普通圆管,扭曲三角形管的对流传热系数和流动阻力损失分别比普通圆管增大1.94～1.97倍和2.96～3.06倍,扭曲管的综合传热性能均优于普通圆管,扭曲三角形管的综合传热性能评价因子是最高的,平均约为1.86,其余依次为扭曲矩形管、扭曲椭圆管和扭曲方形管,扭曲三角形管具有最优的对流传热性能.

    强化传热流动阻力扭曲管二次流

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    弯曲流线型涡发生器强化矩形直通道传热特性

    张丽张凯丽张莹李雅侠...
    182-192页
    查看更多>>摘要：提出了一种弯曲流线型(CSWP)涡发生器,采用数值模拟方法对安装弯曲流线型涡发生器的矩形直通道内的传热特性进行了研究,对弯曲流线型涡发生器的综合强化效果进行了评估,考察了弯曲流线型涡发生器形状、安装位置和数量对传热性能的影响,分析了压力和涡量分布,揭示了强化机理.结果表明,在Re=4000～26000时,与平面三角翼(PDWP)涡发生器相比,弯曲涡发生器可以有效降低流动阻力,从而具有较高的综合传热性能.与弯曲矩形(CRWP)和弯曲梯形(CTWP)涡发生器相比,CSWP涡发生器具有更好的综合强化效果.当攻角一定时,涡发生器前缘倾角越小,数量越多,综合强化效果越好.CSWP涡发生器具有的流线型外缘结构能够显著降低流动阻力,并能够提高速度场与温度场之间的协同性,是其具有较高综合强化效果的原因.

    涡发生器弯曲流线型强化传热矩形通道场协同理论

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    基于粒子图像测速技术的快速流态化颗粒速度分布函数分析

    肖冬胡善伟刘新华张丽...
    193-206页
    查看更多>>摘要：量化非均匀气固流动特征对流化床反应器的设计和优化具有重要意义.反应器内颗粒团聚物的形成和演化使得系统远离平衡状态,从而导致颗粒速度分布呈现非麦克斯韦分布特征.本工作利用自适应粒子图像测速(PIV)、粒子追踪测速技术(PTV)及数字图像处理(DIA)相结合的实验研究方法,对快速流化床中的颗粒运动特性和速度分布函数进行统计分析.研究发现,无论在沿重力方向还是水平方向,颗粒速度分布函数均明显偏离麦克斯韦分布,而呈现偏峰长拖尾或双峰分布特征.使用双峰分布函数可以较好地拟合不同实验条件下的颗粒速度分布.进一步探讨了颗粒速度分布函数的各向异性和非麦克斯韦分布的影响因素,发现颗粒速度分布函数偏离理想分布的程度与颗粒团聚程度、局域颗粒速度脉动量及颗粒浓度脉动量大小正相关.这说明颗粒团聚物的形成和演化使气固流化系统远离平衡态,从而导致颗粒速度分布呈现非麦克斯韦分布特征.最后结合能量最小多尺度(EMMS)模型对稀密相结构进行解析,并与实验获得的速度分布函数进行了对比,发现实验结果符合EMMS模型的稀密相共存假设,证明了采用双峰分布对颗粒速度分布函数进行近似在理论上可行.

    粒子图像测速流化床颗粒速度分布非均匀结构介尺度结构

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    SVQS系统提升管末端上部空间不同消涡板结构的数值模拟

    杨文武秦岭胡紫维王祥宇...
    207-217页
    查看更多>>摘要：为解决旋流快分(SVQS)系统提升管出口上方空间内油气呈现螺旋上升运动而导致油气在系统空间内停留时间过长的问题,设计了一种新型消涡板结构,并采用商业软件FLUENT2021 R1对增设新型消涡板的SVQS系统进行了流动模拟.对比未安装消涡板的SVQS系统、增设弯型消涡板的SVQS系统以及增设新型消涡板的SVQS系统的速度场,发现消涡板对SVQS系统的速度场产生了影响,系统中各项速度值变大.新型消涡板在未降低SVQS系统分离效率的情况下降低了系统压降.通过对系统内油气停留时间进行分析,发现消涡板可以减少油气和细小颗粒在系统中的停留时间,且增设新型消涡板的SVQS系统中油气的停留时间小于增设弯型消涡板的SVQS系统中油气的停留时间.

    SVQS系统提升管消涡板数值模拟分离计算流体力学

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    氟化氢在氧化铝表面吸附机理的Al8O12团簇模型量子化学计算

    谭雅婕胡宪伟杨酉坚刘爱民...
    218-226页
    查看更多>>摘要：使用密度泛函理论(DFT)对氟化氢分子在由四个氧化铝分子组成的笼状团簇结构表面的吸附行为进行了研究.对吸附过程进行了模拟,并计算了吸附结构、能量以及键级的变化.结果表明,氟化氢分子发生了化学解离吸附,其总吸附能为-267.5 kJ/mol,该吸附过程为强吸附.整个吸附过程分为两个阶段,首先氟化氢分子解离,解离后的氟原子和氢原子分别吸附在三配位铝及其相邻的氧上;然后氢原子向双配位氧转移,跨越势垒,最终吸附在双配位氧处,而氟原子始终吸附在三配位铝处.

    氧化铝氟化氢分子吸附密度泛函理论计算机模拟团簇

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    大孔树脂对镍钴萃取废水中有机物的吸附性能

    向波刘晨明曹仁强段锋...
    227-237页
    查看更多>>摘要：镍钴溶剂萃取废水属于含高盐、高有机物废水,有机物不仅造成化学需氧量(COD)超标、还会引起蒸发结晶过程起泡、结晶困难和产生废盐等问题,严重制约废水近零排放.本研究通过对比四种典型大孔树脂的微观结构以及对镍钴溶剂萃取废水中有机物的吸附性能,探究了大孔树脂的结构与吸附性能之间的关系.研究发现,具有合理孔径分布和较大比表面积的ORZ-A2型树脂的吸附容量最优,单级静态吸附总有机碳(TOC)去除率为70.79％,总磷(TP)去除率为83.11％.通过GC-MS表征吸附前后镍钴溶剂萃取废水中的有机物组成,发现废水中有机物成分主要是以2-乙基己酸为代表的有机磷萃取剂及其水解产物和衍生物.四种大孔树脂对有机磷酸萃取剂和2-乙基己酸吸附效果较好,但吸附出水中有机物主要为戊酸,以戊酸为代表的水溶性小分子有机物可能是影响TOC去除效果进一步提升的关键.通过吸附动力学分析表明,大孔树脂对有机物的吸附动力学符合准二级动力学模型.热力学参数的计算结果表明树脂对有机物的吸附是自发的、放热的物理吸附过程.本工作为指导大孔树脂吸附镍钴溶剂萃取废水中有机物技术的工业化应用提供了理论依据.

    镍钴溶剂萃取废水有机污染物大孔树脂吸附ORZ-A2

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