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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

cjpe@home.ipe.ac.cn

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
收录年代

    二氧化锆空心微球制备技术的主要进展

    李保强金化成丁飞王纯...
    627-635页
    查看更多>>摘要：二氧化锆空心球形粉末是制备隔热防护涂层的一种重要原料，其中粉末的特点决定了涂层的性能，高质量的二氧化锆空心球形粉末的制备成为行业关注的热点。本综述分析了二氧化锆空心微球的国内外研究现状，介绍了二氧化锆空心微球的主要制备方法，包括模板法、溶剂热法、喷雾干燥法和等离子体烧结法等，并对它们的优缺点进行了简要总结。模板法在ZrO2空心微球形貌的控制上表现出色，但是存在模板合成及后续去除过程繁琐等问题，并且对于制备工艺的要求较高，容易造成材料的浪费以及空心微球的破坏。溶剂热法的反应条件相对苛刻，涉及到产品的后续分离及洗涤、干燥等过程，难以进行批量化制备。喷雾干燥法是批量制备球形空心颗粒的有效方法，但是制备得到的空心颗粒存在强度低、喷涂过程中易破损等问题。相对于其他制备方法，喷雾干燥法和等离子体烧结法联用制备得到的球形空心颗粒因具有球形度高、流动性好且粒度分布可控等优势，更有利于应用于涂层的喷涂制备上。

    二氧化锆空心微球制备技术

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    微生物增产煤层气作用机理及影响因素研究进展

    张娜尹雪峰王子琛刘浩...
    636-646页
    查看更多>>摘要：微生物增产煤层气(Microbially Enhanced Coalbed Methane，MECBM)是一种具有潜力的清洁且低成本技术，在实现"碳中和"目标中发挥着重要作用。因此，MECBM的勘探开发已成为相关领域的研究热点。本工作详细阐述了MECBM的理论基础和反应过程，对影响该过程的环境因素和生物因素进行了系统分析，并且提出了各因素作用机理。研究发现，在MECBM过程中，甲氧基的酸化反应起到了决定性的作用，温度、接种量、营养元素的添加和预处理方式等都极大程度地影响微生物生长和代谢，优化以上生产条件不仅可以增加煤层气产量，还可以显著提高煤层气中甲烷的浓度。此外，本研究还提出了当前微生物增产煤层气需要进一步研究的技术领域，这些研究将为现场增产和加强煤层气开发提供理论基础。

    煤层气微生物增产机理因素

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    颗粒湿法分级技术及氢氧化铝精准分级的研究进展

    皮溅清王明理杨汝意张海东...
    647-659页
    查看更多>>摘要：随着电解铝行业的蓬勃发展，现代大型预焙电解槽和干法净化技术均需砂状氧化铝作为生产原料。但国内氧化铝企业生产多为中间状氧化铝或"准砂状"氧化铝，且颗粒粒度呈周期性变化，产品质量与世界先进水平差别较大，主要原因是原料差异及现有氢氧化铝颗粒分级技术不达标所致。因此，亟需研制高精准、高效率的氢氧化铝湿颗粒分级装置，实现大颗粒、较窄粒径的高质量砂状氧化铝(+80 µm≥90％，-45 µm＜8％)生产。本工作首先对国内外常用的、规模化应用的湿法颗粒分级技术进行综述，对水力分级技术、湿法筛分技术及新型耦合分级技术进行分析，随后提出将水力分级与筛网分级相结合、可应用于氢氧化铝颗粒苛刻分级要求的新型"流化-筛分"精准分级方法，最后研制出可实现规模化连续生产的小试分级装置(3。3m3/h)，且该方法通过了生产企业的现场侧线验证。该新型颗粒精准分级技术不仅有望在氧化铝行业实现节能减排、转型升级、降低生产成本并能取得显著经济效益，还可促进选矿、精细粉体行业的迅速发展，具有重要的实用和推广应用价值。

    氢氧化铝颗粒分级砂状氧化铝散式流态化筛分

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    碳四烷基化流出物制冷过程中多液滴蒸发特性

    韩旭张睿孟祥海郑涛...
    660-669页
    查看更多>>摘要：复合离子液体催化碳四烷基化是生产高品质清洁汽油调和组分的新技术，流出物制冷是维持其反应温度的重要过程。为了开发新的烷基化流出物制冷工艺，本工作研究了减压条件下异丁烷液滴的蒸发特性。将单个或多个异丁烷液滴悬浮在不同热电偶上，测量液滴的温度变化，同时使用高速摄像机记录其蒸发过程，考察了最终压力、环境温度和液滴间距对液滴蒸发特性的影响。结果表明，多液滴和单液滴都包含剧烈蒸发阶段和稳定蒸发阶段。在稳定蒸发阶段，所有液滴都适用d2定律，边缘和中心液滴的蒸发速率均小于单液滴。随着最终压力增加和环境温度降低，中心液滴与单液滴的蒸发速率差异逐渐增大。当两液滴的间距增加到5。48d0时，液滴的蒸发速率逐渐接近单液滴。

    碳四烷基化异丁烷液滴减压蒸发

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    回转式换热器换热元件换热及阻力特性的数值研究

    孙祎钱付平于灵涛吴越...
    670-680页
    查看更多>>摘要：以水泥窑选择性催化中低温脱硝系统的余热回收设备回转式换热器为研究背景，选取回转式换热器中典型换热元件作为基础板型，提出波纹高度比例和斜波纹倾角的结构改进方式并得到了一系列新型换热元件。通过三维数值模拟方法对比分析不同换热元件的流动和传热特性，引入面积质量因子j/f表示换热元件的综合换热性能。结果表明，相同的换热条件下，波纹高度比例3:1的换热元件在边界处的流动扰动比其他波纹高度比的换热元件平缓，因此，其Nu最小，摩擦阻力系数f最小，但j/f最大，较原CU换热元件的综合换热性能提升。波纹高度比例3:1的换热元件的斜波纹倾角在30°～60°变化时，换热元件的倾角度数越大，流动混合越显著，Nu越大，f也越大，且f的增幅大于Nu的增幅，波纹倾角度数为30°的换热元件的综合换热特性最优。

    换热元件流动特性传热效果数值模拟

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    基于优化关键参数的重气扩散模型应用

    尹佳美刘海燕刘泽纯吴炜...
    681-691页
    查看更多>>摘要：危险化学品储罐一旦发生泄漏事故，将极有可能造成灾难性的事故后果。为了提高重气扩散模型模拟结果的精确性，改进SLAB模型中的扩散系数得到SLAB-D模型，然后基于SLAB-M模型改进扩散系数的算法，建立SLAB-MD模型;随后采用Jack Rabbit Ⅱ液氯泄漏1，7，9号试验对模型性能进行评估。结果表明，四种模型的性能为SLAB-MD＞SLAB-D＞SLAB-M＞SLAB，其中SLAB-MD模型表现优异，统计性能评估指标接近最优值，平均相对偏差，几何平均偏差，平均相对平方差，几何平均方差和FAC2的值分别为0。27，1。34，0。18，1。24和0。93。利用SLAB-MD模型对三起典型危化品泄漏事故进行模拟分析，预测重气浓度分布、三维浓度曲面等关键信息，并根据保护行动标准值预测事故伤亡范围。这些预测结果可为危险化学物质泄漏的应急救援提供有效的技术指导。

    大气污染重气扩散气象参数模型优化动态模拟

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    低管径比固定床反应器床层特性及流动传热模拟

    莫畏难苏有勇朱冬冬
    692-704页
    查看更多>>摘要：管式固定床常用于高温催化裂解工艺，探究低管径比固定床结构特性和高温下流动传热规律，可以为优化固定床高温催化裂解工艺提供参考。针对粒子解析法中离散元DEM方法对颗粒描述不准确和网格划分困难的问题，采用基于刚体动力学的blender生成床层堆积模型，并提出了新的接触点处理方法。该方法不改变颗粒和床层形状参数，适用于各种形状颗粒，减小了模型接触处理难度。生成了三种反应管内径与柱状颗粒的等比表面积球当量直径之比(管径比D/dp)的圆柱状颗粒床层和一种球状颗粒床层，探究了管径比和颗粒形状对床层结构和流动传热特性的影响。结果表明，床层总体空隙率随着管径比增大而减小，颗粒堆积呈圈层分布，径向空隙率和轴向平均速度的径向分布曲线高度一致，压降与Eisfeld修正式基本吻合。此外，床层流场分布与床层结构高度相关，流道空隙的大小会直接影响沟流现象的产生，进一步影响其温度场分布和传热。球状颗粒床层有更均匀的温度场分布，但传热弱于圆柱状颗粒床层。

    固定床反应器接触点处理方法压降流动传热数值模拟

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    水力旋流器并联公共液斗对压降的影响研究

    刘秀林陈建义张宏斌高申煣...
    705-715页
    查看更多>>摘要：为降低并联水力旋流器组压降，设计了一种并联水力旋流器公共液斗。实验测量了常规并联旋流器组和带液斗的并联旋流器组的压降，并利用Fluent软件分析了并联分离器的流场。结果表明，带液斗的并联旋流器组的压降均低于常规组，平均减少了 1。9％，当入口流速增大至5。0 m/s后，压降减小幅度最大达3。36％。带液斗的并联旋流器组的分离效率均高于常规组，平均增加了0。94个百分点，当入口流速增大至5。0m/s后，分离效率增加幅度最大达1。34个百分点。与常规并联相比，带液斗的并联旋流器组内空气柱消失，导致湍动能耗散减小且切向速度变化更为平缓。液斗内并行涡流会受到其他旋涡约束，旋涡系中心比单个旋涡中心摆动幅度要小，稳定性更强。公共液斗能够有效降低并联旋流器分离压降，本工作可为并联水力旋流器的设计和应用提供指导。

    水力旋流器并联公共液斗压降空气柱自稳定性

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    LF精炼渣加入量对Fe-Cr基陶瓷复合材料耐磨性能的影响

    董国春吴浩林浩然陶素芬...
    716-725页
    查看更多>>摘要：LF精炼渣作为固体废弃物，大量堆放污染环境，渣中含有合金元素，通过Al可以将渣中合金元素置换出来，对LF精炼渣进行二次利用。为解决燃烧合成反应体系热量高造成反应原料蒸发、Fe-Cr基陶瓷复合材料致密度低等问题，通过添加LF精炼渣和CaF2作为冷却剂吸收反应放热，降低反应体系温度、减少原料蒸发。但是，冷却剂加入量过多，体系温度下降过快会导致熔体熔化钢板的能力下降，出现耐磨层与钢板无法冶金结合的情况。因此，本研究设计添加2，4，6，8，10g的LF精炼渣和2。39，2。50，2。60，2。71，2。81 g的CaF2，利用燃烧合成反应在钢板上制备Fe-Cr基陶瓷复合材料，并对燃烧合成产物耐磨层和钢板的焊接面积及耐磨层的致密度、硬度、耐磨性能进行研究，进而探究合适的LF精炼渣添加量。结果表明，LF精炼渣加入量为8g时，耐磨层的致密度最高并且耐磨层的单位面积磨损量最少;LF精炼渣加入量为10 g时，耐磨层的硬度最高、钢板和耐磨层的焊接面积最大。材料的耐磨性能受致密度和硬度影响，当硬度差异较小时，耐磨层的耐磨性能随着致密度提高而提高;当致密度差异较小时，耐磨层的耐磨性能随着硬度提高而提高。综上所述，为了获得高耐磨性能的同时保证Fe-Cr基陶瓷复合材料其他性能的均匀性，最佳的LF精炼渣加入量为8 g。

    燃烧合成LF精炼渣复合材料耐磨性能

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    响应曲面法优化磁铁矿-石英体系瓷球磨矿参数

    童佳琪田景坤王奕涵姚鑫...
    726-733页
    查看更多>>摘要：寻求替代钢球作细磨介质以提高磨矿效果是选矿厂的追求。本工作以瓷球为磨矿介质对磁铁矿-石英体系矿石进行磨矿试验，利用响应曲面法研究了瓷球球径、充填率及磨矿浓度对磨矿产品平均粒度的影响及其交互作用的显著性。结果表明，充填率对磨矿产品平均粒度影响最大，磨矿浓度次之，瓷球球径最小。瓷球球径与磨矿浓度的交互作用最显著，与充填率的交互作用次之，而瓷球充填率与磨矿浓度的交互作用不显著。通过模型预测最优试验条件为:瓷球球径为25。96mm，磨矿充填率为34。04％，磨矿浓度为70。86％，该条件下磨矿产品平均粒度的预测值为54。46 µm，与实验平均值54。41 μm相近，表明预测模型是合理有效的。瓷球和钢球对比试验研究表明，细磨中以瓷球为磨矿介质，磨矿效果能够得到明显提升，-0。075 mm粒级产率增大，这与瓷球在磨机中的抛落运动优于钢球有关，瓷球对细粒级的破碎速率高于钢球，有利于提高磨矿效果。瓷球磨矿是新一代细磨技术的发展方向。

    响应曲面法瓷球磁铁矿-石英体系平均粒度细磨

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