过程工程学报

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过程工程学报. 2026, 26(2): 0.

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退役晶硅光伏组件回收研究进展

郭月月胡玉龙刘艺安赵蕾冉松林金星

过程工程学报. 2026, 26(2): 109-124. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225170

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随着全球能源结构向可再生能源加速转型，光伏组件装机量激增导致退役晶硅组件的环境治理压力日益凸显。本文系统论述了退役晶硅光伏组件的资源化回收技术体系及政策路径，重点聚焦有价金属的高效回收与循环经济模式构建。通过分析机械处理、热处理及化学处理三类主流技术的能效特征，揭示了其技术经济性边界：机械处理(如高压脉冲破碎技术)可实现金属定向富集，但受限于材料解离效率；热处理(400~600℃)虽能实现高纯度材料回收(玻璃纯度>98.5%)，却面临能耗高与含氟废气治理难题；化学处理(如甲苯溶剂体系)在硅片回收纯度(>99%)方面优势显著，但存在二次污染风险与成本问题。此外，本工作还对退役晶硅光伏组件中的有价金属回收技术进行了分析，指出回收退役晶硅光伏组件的研究前景和所面临的挑战。

二维材料优化水系锌离子电池锌负极的研究进展

李富宇张笑盈李永佳

过程工程学报. 2026, 26(2): 125-138. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225192

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水系锌离子电池(AZIBs)因其高安全性、低成本、环境友好且具有较高的能量密度，是大规模储能的理想选择。但锌负极在循环过程中易出现枝晶生长、腐蚀及析氢反应，严重影响电池寿命并限制其实际应用。针对这些问题，基于二维(2D)材料的锌负极改性策略受到广泛关注。二维材料具备原子级厚度、大比表面积和优异的机械性能，被视为极具潜力的负极材料。本文结合AZIBs的基本工作原理与最新研究进展，系统综述了石墨烯、二维金属碳化物/氮化物(MXene)等典型二维材料在锌负极中的应用进展，重点介绍了通过保护层构建、基底材料设计、电解质添加及隔膜改性等途径实现高可逆性锌负极的策略，并对二维材料在锌负极领域的发展前景进行了展望。

密相气力输送给料口加速段稳态压降计算系数分析

张亦明周甲伟魏烨东李永鑫高魁东

过程工程学报. 2026, 26(2): 139-149. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225138

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以较低成本使物料能够连续稳定输送是气力输送系统设计的目标。本工作以炭黑母粒为实验物料，基于气力输送循环试验台，对密相气力输送给料口加速段中加速压降和稳态压降的特性进行了研究。实验过程中通过改变旋转阀频率，得到了固气比为12~32时给料口加速段压降的变化数据，并采用经验公式和响应面法，对给料口加速段总压降进行了进一步分析和预测。结果表明，料靴压降在料靴加速段L12的压降变化中占主导地位，且两者均随固气比增大近似线性增加。在给料口加速段L23中，基于响应面法建立了压降计算系数(固相摩擦系数)预测模型，当固气比为12~26时，模型预测压降与实验值的相对误差在15%以内；当固气比增至26~32时，压降呈现不稳定波动特征，此时基于附加压降法的预测方法已不再适用。

塑料颗粒熔化过程传热特性的实验和数值模拟

滕露露叶娜黄静宽尹丽洁

过程工程学报. 2026, 26(2): 150-160. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225167

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熔化后的塑料黏度高且导热系数低，在热处置领域，其熔化行为对反应器传热及运行性能具有重要影响。本研究通过实验发现塑料热解呈现“熔化-沸腾-热解”三阶段特征，其中熔化阶段因相变吸热导致反应器内温度分布发生显著变化。基于VOF (Volume of Fluid)模型并耦合焓-孔隙率方法，构建了塑料颗粒的三维熔化模型，模拟了热气流加热条件下塑料颗粒的熔化行为，重点分析了颗粒尺寸及形状对熔化过程中温度分布、熔化速率及界面传热的影响。结果表明，熔化过程中颗粒内部存在明显温度梯度，熔化速率随时间延长呈先增加后减小的趋势。球体颗粒粒径从10 mm增加至15 mm，熔化时间延长约20 s。熔化过程中气液界面热流量随时间先上升后下降，完全熔化所需的总热量与颗粒质量成正比，粒径20 mm的球体颗粒所需总热量约为10 mm颗粒的8倍。不同形状的颗粒熔化速率受迎风面积、比表面积等因素影响，相同质量的圆柱体和长方体颗粒较球体颗粒熔化速率更快，熔化时间较球体颗粒分别减少22.7%和18.2%。研究结果可为热解反应器优化设计提供理论依据。

电子束选区熔化成形纯钨的微观组织与力学性能

尹孝辉朱涛马建国刘志宏汪志勇

过程工程学报. 2026, 26(2): 161-169. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225104

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为探索聚变堆装置偏滤器等部件面向等离子体材料纯钨制备的新途径，本工作研究了电子束选区熔化(Selective Electron Beam Melting, SEBM)技术制备纯钨的微观组织与力学性能之间的关系。利用SEBM技术制备高致密度的纯钨成形件，研究微裂纹产生的机制，并对成形件的水平面(X?Y面)和垂直面(X?Z面)进行微观组织观察及力学性能测试。结果表明，纯钨成形件的致密度达99.3%，纯钨样件维氏硬度可达430.44 HV0.3，抗压强度可达1790 MPa，在水平面上，组织主要为多边形状的胞状晶，在垂直面上主要为长条状的柱状晶，断口形貌表现为“河流状”，即典型的脆性断裂，组织的各向异性导致性能有所差异。微裂纹的产生主要是由于在成形过程中多次热循环导致产生热梯度应力，亚晶界处的位错进行运动和重排，导致晶界局部应力积累，微裂纹更易在亚晶界处产生。

宽厚比调控下FeSiAl软磁复合材料的绝缘结构设计与性能优化

汪俊李凯旋何豪吴朝阳王海川孔辉黄华钦

过程工程学报. 2026, 26(2): 170-181. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225123

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为解决传统球形颗粒制备的软磁复合材料在高频应用中面临的导磁性与损耗难以兼顾的问题，本工作以片状FeSiAl软磁颗粒为原料，提出了一种融合界面化学反应与磁场定向成型的FeSiAl/Al2O3软磁复合材料制备新策略。通过片状FeSiAl颗粒与NaOH体系的界面化学反应，原位生成致密均匀的Al2O3绝缘层；同时利用外加磁场引导颗粒沿易磁化方向定向排列，构建出具有层状结构的绝缘体系。研究表明，颗粒的宽厚比对绝缘层形貌、厚度分布及磁性能具有显著调控作用。当宽厚比为141时，样品形成致密连续的绝缘层，展现出优异的综合电磁性能：有效磁导率达126.3、总损耗低至108.0 kW/m3、电阻率高达331.1 Ω?m。基于密度泛函理论模拟，揭示了FeSiAl与Al2O3界面间的共价键合行为，及其对界面结合强度的增强作用。此外，通过三维损耗分离模型，定量分析了各类损耗机制在不同宽厚比下的贡献差异。本研究不仅揭示了片状颗粒宽厚比在微观结构调控与电磁性能优化中的关键作用，更为高频、低损耗软磁复合材料的设计提供了理论依据和可行工艺路径，具有重要的工程应用潜力。

环丁砜对BHEP水溶液吸收和解吸SO₂的影响

魏凤玉董文超郑宇徐光泽苏文国宋小良

过程工程学报. 2026, 26(2): 182-191. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225139

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为解决有机胺脱硫再生能耗高的问题，本研究设计了N,N'-双(2-羟乙基)哌嗪(BHEP)有机胺与环丁砜(SUF)复合吸收剂，探究了SUF用量和进气SO2体积浓度对BHEP吸收解吸性能及再生能耗的影响，以及SUF协同BHEP吸收SO2的机理。结果表明，随着SUF用量增加，饱和吸收容量和有效吸收容量均先增加后减少，而再生能耗降低；进气SO2体积浓度越大，饱和吸收容量和有效吸收容量越大，再生能耗越小。在20wt% BHEP-4.5wt% H2SO4水溶液中加入5wt% SUF后，吸收剂重复使用四次时，饱和吸收容量和解吸率分别提高2.4%和3.7%，能耗降低9.0%，解吸冷凝液减少约22.9%，这表明SUF主要通过抑制水的蒸发而降低再生能耗。13C NMR和1H NMR分析表明，SUF并未改变BHEP与H+之间的质子化反应。分子动力学模拟结果显示，SUF能减弱BHEP分子间的团聚，提高有机胺对SO2的反应活性。综上，BHEP-SUF复合吸收剂在提升SO2吸收性能的同时，还能显著降低再生能耗，具有较好的工业化应用前景。

Span85/SDS基复配吸收液对油烟净化性能的研究

徐玮辰孙诗音曹梦杰李双德陈运法

过程工程学报. 2026, 26(2): 192-202. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225116

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湿法吸收技术由于成本低、操作简单，在餐饮油烟废气净化领域应用广泛，而吸收液的性能对净化效果起决定性作用。针对现有吸收液吸收效率偏低的问题，本研究选取阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)与非离子表面活性剂三油酸山梨坦(Span85)为复配基材，通过调配二者质量比并引入氧化剂次氯酸钠，构建了一种复配型吸收液。利用激光粒子计数器、火焰光度检测器(FID)测定油烟中颗粒物浓度及非甲烷总烃(NMHC)浓度，评价油烟吸收性能，系统考察了表面活性剂配比对静态油乳化性能的影响，以及吸收液种类、浓度和油烟与吸收液气液体积比对NMHC及油烟颗粒物吸收效率的影响。结果表明，当不同Span85和SDS质量配比形成的亲水亲油(HLB)值为6的复配表面活性剂时，表现出最优的静态油乳化分散性能；所构建的复配型吸收液对油烟NMHC和颗粒物的吸收效率显著优于单一成分或市售产品；当吸收液总浓度为1000 mg/L、气液体积比为5时，净化性能最佳，对NMHC, PM2.5和PM10的吸收效率分别达到90.8%, 91.2%和94.4%。油烟净化性能的提升源于复配吸收液对NMHC的氧化作用与对颗粒物溶解能力增强的协同效应，该研究为高性能油烟净化吸收液的调配优化提供了新思路。

基于TG-FTIR的不同变质程度煤热解行为及动力学特征

宋波波翟小伟林海飞王凯马腾

过程工程学报. 2026, 26(2): 203-211. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225310

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煤体结构与反应条件是影响煤热解反应的主要因素。为了研究不同变质程度煤的热解反应特性，本工作以三种典型变质程度煤为研究对象，在四种升温速率条件下开展热重测试，分析了不同反应条件下煤的热解行为；结合原位红外测试揭示了热解过程中官能团的演化规律，并采用改进的Kissinger-Akahira-Sunose (KAS)法计算了反应活化能的变化规律。结果表明，煤的热解过程可依据不同温度区间的反应行为分为5个特征阶段，变质程度越大，特征温度越高，反应程度越低，无烟煤与褐煤热解温度差值达104.3℃，1000℃下三种煤样剩余质量分别为58.19%, 65.90%和89.49%。升温速率主要影响煤样在特定温度下的反应程度，并未改变煤热解过程所发生的反应路径。褐煤、烟煤进入热解阶段后活化能变化较小，分别维持在210和255 kJ/mol左右。无烟煤因芳环缩合程度及分子对称性高、反应活性低，官能团吸光度最低且变化规律滞后于其他煤样，在进入热解阶段后仍需跨越更高的反应能垒。

不同气氛下硼铁矿球团还原行为及动力学研究

朱士鑫李兴旺王宏涛雷杰龙红明

过程工程学报. 2026, 26(2): 212-222. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225057

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使用低品质铁矿生产球团对于降低高比例球团高炉冶炼生产成本具有重要意义。硼铁矿经选矿后铁品位超过50%，可用于球团矿生产。本研究以硼铁矿球团为研究对象，研究了CO气氛下硼铁矿球团的还原行为与动力学，阐明了还原反应机理，并对比分析了其与H2气氛下硼铁矿球团还原行为的差异。结果表明，当还原温度从700℃升高到950℃时，CO气氛下球团的最终还原率由26.85%增加到53.56%。同时，不同还原温度条件下，球团矿的还原速率呈现不同的演变规律，在低温阶段(700~800℃)，球团还原速率先增大后减小，在(60~80 min)之间达到最大；在高温阶段(850~950℃)，球团还原速率在反应初期(10 min内)达到最大值，随后逐渐下降并趋于稳定。另外，与CO气氛相比，H2气氛下硼铁矿球团的还原率明显更高。此外，硼铁矿球团在CO气氛下的还原过程可以用f(x)=3(1-x)2/3进行描述，其还原反应活化能和指前因子分别为29.2953 kJ/mol和0.028 629 min-1。本研究可为硼铁矿在球团生产中的应用提供理论基础和数据支持。

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