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1. 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

摘要（13）

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PDF （2664KB）（7）

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。

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2. 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

摘要（16）

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PDF （7573KB）（15）

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。

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3. 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

摘要（17）

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PDF （10946KB）（14）

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。

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4. 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

摘要（9）

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PDF （31224KB）（6）

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。

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5. 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

摘要（11）

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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。

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6. 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

摘要（12）

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PDF （7115KB）（8）

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。

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7. 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

摘要（21）

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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。

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8. 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

摘要（21）

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PDF （7205KB）（12）

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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9. FCC催化剂成胶过程搅拌桨优化

冯鑫曾国庆陈杰段晓霞肖辉符荣华王成强邢恩会

过程工程学报 2026, 26 (1): 1-10. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225081

摘要（87）

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PDF （12019KB）（67）

流化催化裂化(FCC)催化剂成胶过程中的物料具有复杂的流变特性，是具有剪切变稀行为的假塑性流体。为强化FCC催化剂成胶搅拌釜内的混合效果，采用计算流体力学(CFD)数值模拟方法，结合旋转流变仪获取的流变性质表征，探究不同搅拌桨构型对高黏、变黏体系的混合效果。基于新型折叶桨设计多层组合桨，实现成胶搅拌釜内流场和剪切速率分布均匀，减少了釜内高黏弱混合区，提高了混合效率。基于标记网格法，比较不同组合结构下的混合时间。结果表明，多层搅拌桨组合(下层直叶+中层折叶+上层斜叶)可以显著缩短混合时间。

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10. 基于OpenFOAM-DEM的相变微胶囊悬浮液层流传热特性研究

鲁进利吴雅勤韩亚芳王昌龙孙彦红陈星雨

过程工程学报 2026, 26 (1): 11-19. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225070

摘要（48）

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基于OpenFOAM平台的DEM模型对长直圆管内相变微胶囊悬浮液固-液两相流动与传热进行了数值模拟，对颗粒质量分数、壁面热流密度以及雷诺数等参数在流动与传热特性方面所产生的影响展开了讨论。由于边界层效应，颗粒浓度呈现靠近壁面处大、主流区域小的分布特征，且主流区内颗粒分布不均匀性随颗粒质量分数增大而逐渐增强，当颗粒质量分数为10wt%时，颗粒分布不均匀性最为明显；由于融化吸热和颗粒扰动，颗粒质量分数对悬浮液的温度分布和传热强化具有显著影响；随着热流密度增大，融化区域逐渐向管道轴心延伸；管道内悬浮液局部Nux增大幅度与雷诺数增加幅度不同步，在实际中需要综合考虑热流密度、流速与颗粒质量分数三者的协同效应。

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11. 舌槽型静态混合器内高效换热流体的性能评估

禹言芳张梦琼孟辉波

过程工程学报 2026, 26 (1): 20-29. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225131

摘要（39）

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PDF （4736KB）（9）

随着工业设备向高性能和高密度方向发展，有效换热已成为工业应用的重中之重。针对Re=2000~17 000的湍流工况，采用计算流体动力学(CFD)方法开展数值模拟研究。通过引入舌槽型静态混合器(TGSM)作为强化换热、降低能耗的设备，对比分析了SiC/SWCNT-H2O, Al2O3/SWCNT-H2O和Al2O3/SiC-H2O三种新型混合纳米流体及液态金属溶液的流动与换热特性。结果表明，与Kenics静态混合器(KSM)相比，TGSM具有显著的压降优势，在相同工况下KSM的流动阻力比TGSM高出3.5~4.9倍。液态金属/纳米颗粒的加入使流体的对流换热系数(h)提高0.08~8.64倍。SiC/SWCNT-H2O在TGSM内展现出最优的换热性能，其综合性能评价标准(PEC)的范围为4.67~7.33，同时能使场协同数提高5.09~6.81倍，并使熵产ST降低87.2%~89.2%。

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12. 锂电池用铈改性纳米纤维素膜Ce-CNF的制备及其性能研究

娄硕黄勇康鹏

过程工程学报 2026, 26 (1): 30-38. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225121

摘要（47）

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PDF （4723KB）（19）

纳米纤维素具有环保、低成本、热稳定性高以及电解液浸润性好等特点，在锂电池隔膜领域受到广泛关注。本工作以稀土金属离子和纳米纤维素纤维(CNF)为原料，制备了一种具有优异热稳定性和高润湿性的铈改性纳米纤维素膜Ce-CNF。稀土离子通过对纳米纤维素纤维间氢键重构，调控纳米纤维间的氢键强度，显著改善了CNF分散性较差的问题。与常规纳米纤维素膜相比，使用铈改性的纳米纤维素膜组装的电池表现出更好的加工性和电性能。改性后的0.050% Ce-CNF隔膜与电解液接触角(18.7°)，相比于聚丙烯(PP)的42.3°更小，离子电导率更高。3 C倍率下比容量相比于PP隔膜提高13 mAh/g，且3 C倍率充电后再进行0.1 C倍率充电无容量损失。铈离子改性有效改善了纳米纤维素膜对锂电池电解液中的有机溶剂不耐受的问题，有希望成为下一代高安全和高性能电池隔膜的候选方案。

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13. 固含率对难处理金矿生物氧化微生物活性的影响

郭嘉乐陈彦臻张广积杨超

过程工程学报 2026, 26 (1): 39-46. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225168

摘要（46）

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PDF （13680KB）（14）

为确定固含率导致的剪切摩擦作用对生物氧化微生物活性的影响，本研究采用粒径接近矿石颗粒的100 μm二氧化硅微球颗粒作为固相替代物，在10 L搅拌反应釜中，对工业常用的氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans, L.f)和喜温嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus caldus, A.c)的微生物氧化性能进行探究。实验表明，对于L.f，随着体系中固含率提升，其氧化速率显著减缓，反应时间延长，微生物氧化活性有所降低。在挡板作用下，剪切摩擦对微生物造成的损伤效应更加明显，当固含率达25% (w/v)时已造成明显活性损伤。而对于A.c，固含率的提高强化了剪切摩擦作用，也会使其氧化性能下降。挡板的加入有利于破碎气泡，提高溶解氧浓度，对A.c的氧化过程有一定补偿作用，即使在30% (w/v)的高固含率下，该菌种仍可保持较好的氧化效果。

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14. 非均匀润湿性图案化聚结滤材设计及过滤性能研究

黄雪松尹琦岭李楹张丽吕倩梅李晓伟常程

过程工程学报 2026, 26 (1): 47-55. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225077

摘要（43）

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PDF （2543KB）（11）

天然气管道运输过程中，气体内夹杂的液滴在输气管道内部沉积后将导致气体输送阻力增大，同时也会造成设备损坏和腐蚀等问题。聚结过滤可有效分离气体中的液态杂质，然而过滤材料效率越高其阻力也随之增大。针对实际工业过程高效低阻过滤材料的研发需求，本工作以玻璃纤维滤材为介质，通过表面改性方法制备得到具有非均匀润湿性图案化结构材料，进而探究条状图案排布方式、图案间距与数量及滤材层数对滤材过滤性能的影响。结果表明，滤材改性区域进行交错排布及重叠排布均能够降低压降，且疏油区域越分散，压降降低越明显；图案间距为5 mm且图案数量为16时，滤材具有最低的饱和度和稳态压降，其中稳态压降相较于未改性滤材降低37%；针对多层图案化滤材，层数相同时，最优图案化排布滤材内液体运移路径更短，压降降低效果更为显著。

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15. 基于铝热还原焙烧-石灰浸出的失效锂电池选择性提锂技术

张喃喃王琼杨成张王兵丁振华姚永林田勇攀徐亮赵卓

过程工程学报 2026, 26 (1): 56-64. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225144

摘要（48）

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PDF （4675KB）（33）

失效锂离子电池的高效循环利用对生态环境保护与新能源产业的可持续发展具有重要意义。针对现有联合回收工艺存在成本高、易产出废气等问题，本研究提出钴酸锂正极材料铝热还原焙烧-石灰浸出的选择性提锂新方法。采用HSC Chemistry软件对钴酸锂的铝热还原过程进行热力学分析，确定了可行的反应路径。随后，系统考察了焙烧温度和还原剂用量对选择性提锂及产物物相组成的影响规律，同时研究了浸出温度、时间和氧化钙用量对选择性提锂效果的影响，并通过XRD, SEM-EDS, XPS等技术对焙烧产物和浸出渣进行表征。结果表明，钴酸锂铝热还原反应在热力学上具有可行性；在焙烧温度650℃、铝粉用量25wt%的最优焙烧条件下，LiCoO2高效解离并转化为LiAlO2和CoO；后续在浸出温度70℃、浸出时间1.0 h、氧化钙用量为理论用量2倍的最优浸出条件下，94.7%的Li实现选择性高效浸出。与传统方法相比，该方法具有热处理过程无废气产生、回收流程短、成本低、有价金属回收率高等明显优势。该方法可为失效锂电池中锂元素的短流程、低碳回收提供一种环保且经济可行的解决方案，为二次资源的可持续利用提供新思路。

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16. 带有分相器的热泵变压精馏分离苯/正丙醇/水的控制结构研究

孙清波彭择孔翟建郝春波冷雪菲

过程工程学报 2026, 26 (1): 65-80. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225105

摘要（40）

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PDF （3253KB）（31）

变压精馏技术在分离三元复杂共沸物方面具有显著优势，本工作提出一种带分相器的新型变压精馏方案，用于分离苯/正丙醇/水三元复杂共沸物系；引入热泵精馏技术后可提高能源利用率，但其动态控制研究仍较为匮乏。为填补这一空白，本研究对两种工艺的可控性展开分析。研究中采用斜率确定温度灵敏板，针对带有分相器的新型变压精馏(NPSD)设计了基础控制结构CS1和高鲁棒性控制结构CS2；针对耦合热泵工艺(NPSD-HP)提出基础控制结构CS3、前馈控制结构CS4和组分温度串级-前馈控制结构CS5三种控制方案。结果表明，组分温度串级-前馈控制结构CS5能有效抵抗进料流量±20%和进料组分±20%的扰动，具有良好的动态特性。通过积分绝对误差(IAE)对于控制结构的判定可知，由于组分回路的修正作用能显著减少误差累积，因此带有串级控制的IAE更低。这一发现表明，组分控制在复杂精馏系统中具有重要应用价值。因此，复杂精馏技术分离三元复杂共沸物的动态控制仍存在广阔的研究空间，未来可进一步探索更先进的控制策略和优化方法。

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17. 可见光驱动CeO₂/ZIS催化降解土霉素性能和机理研究

虞欢甘信宏牟婷婷许洋杨建华

过程工程学报 2026, 26 (1): 81-91. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225120

摘要（27）

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PDF （3514KB）（26）

本研究通过水热法制备了CeO2/ZnIn2S4 (CeO2/ZIS)可见光驱动催化剂，并探究其对水中土霉素(OTC)的光催化降解性能与机理。采用多种表征手段对催化剂的形貌特征、晶体结构、热稳定性、比表面积和光学性质进行分析。结果表明，由片状组成的花球状CeO2/ZIS复合材料，相较于单体CeO2，其可见光吸收性能明显提升。在OTC的初始含量为30 mg/L、催化剂投加量为0.20 g/L、溶液pH=7.0、氙灯功率为500 W的优化条件下，CeO2/ZIS对OTC的降解效果最佳，可达到84%。动力学研究表明，CeO2/ZIS光催化降解OTC的过程符合伪一级动力学模型，表观速率常数为0.1148 h-1。降解机理探究结果发现，空穴(h+)和超氧自由基(?O_2^-)是降解OTC过程中主要活性物种。结合密度泛函理论(DFT)计算，本研究提出了该催化体系的光催化机理，并验证了催化剂具有良好的稳定性。本工作提供了一种新型可见光驱动催化剂CeO2/ZIS的制备方法，CeO2/ZIS可以高效光催化降解水中土霉素，且理论计算与实验结果相互验证，为充分理解可见光催化剂降解抗生素类污染物的过程提供了重要参考。

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18. 核苷酸稳定的半导体纳米晶：硫化铅体系研究

黄盛蓉张玉杨军

过程工程学报 2026, 26 (1): 92-98. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225142

摘要（47）

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PDF （7129KB）（15）

通过测量单核苷酸或多聚核苷酸修饰的硫化铅(PbS)纳米颗粒在不同浓度盐溶液中随时间变化的稳定性，本研究详细研究了单核苷酸与多聚核苷酸对PbS纳米颗粒的亲和力。实验结果表明，对于单核苷酸，亲和力按腺嘌呤(A)>鸟嘌呤(G)>胞嘧啶(C)>胸腺嘧啶(T)的顺序递减，其中C和T无法有效稳定PbS纳米颗粒。而多聚核苷酸的亲和力顺序则有所不同，表现为Poly C>Poly G>Poly T>Poly A。这两种排序的差异表明，不能依据单核苷酸的亲和力趋势推断多聚核苷酸的亲和力强弱，反之亦然。寡核苷酸的刚性长度是一个重要因素，研究中在确定多聚核苷酸与PbS纳米颗粒的整体相互作用时，必须将其与单个核苷酸的亲和力结合考虑。

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19. 基于DBN-IWOA优化的区间二型TSK模糊逻辑系统在化工过程建模中的应用

李军康鹏元

过程工程学报 2026, 26 (1): 99-108. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225126

摘要（52）

HTML （3）

PDF （3236KB）（12）

针对化工过程中存在的强非线性和复杂性问题，本工作提出了一种基于深度信念网络(DBN)与改进鲸鱼优化算法(IWOA)优化的区间二型TSK模糊逻辑系统(DBN-IWOA-IT2 TSK FLS)方法，以提升软测量建模的精度和稳定性。首先，DBN通过深度特征提取能力对输入数据进行处理，以减少噪声干扰并提取关键信息。随后，结合区间二型TSK模糊逻辑系统(IT2 TSK FLS)的建模优势，采用IWOA算法对前件参数和后件参数进行优化，以进一步增强模型的预测能力。IWOA通过引入早熟收敛检测机制，提高了全局搜索能力，加快了收敛速度，并降低了陷入局部最优的风险。最后，将所提出的方法应用于脱丁烷塔软测量建模，选取了支持向量机(SVM)、长短期记忆网络(LSTM)、门控循环单元网络(GRU)，以及分别基于反向传播算法(BP)、粒子群优化算法(PSO)、灰狼优化算法(GWO)、鲸鱼优化算法(WOA)、改进鲸鱼优化算法(IWOA)和DBN-IWOA优化算法的区间二型TSK模糊逻辑系统作为对比模型进行实验评估。结果显示，DBN-IWOA-IT2 TSK FLS在预测准确性、收敛速度均优于现有方法，验证了其有效性和工程应用价值。

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20. 间接式熔盐电加热炉流动及传热特性研究

任永苍柳楠孙凤枝贾春桦郭新勇黄春建赵卫东王冠达张瑞王娟

过程工程学报 2025, 25 (12): 1227-1237. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225066

摘要（179）

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PDF （6105KB）（67）

为满足绿色环保的节能减排需求，充分利用熔盐耐热稳定性好的优势，提出了一种熔盐间接加热的管壳式电加热炉。基于自然对流模型和Boussinesq假设，采用数值模拟方法对加热炉封闭空间内的熔盐及导热油的流动与传热特性进行了研究，并分析电加热管的不同表面热强度对电加热炉内流动及传热特性的影响。研究结果表明：炉内熔盐受热后膨胀产生的密度差和温度差，形成密闭空间内的自然对流换热，表面热强度为设计值时熔盐平均流速为0.00613m/s，平均温度为409.3℃，在电加热管横截面上形成从底部高温加热管区域至上部导热油管的对称环形循环流动，强化了炉内的自然对流和传热效果；炉内整体流场和温度分布呈现稳定和均匀性；电加热管释放的热量，经过中间介质熔盐的间接加热使导热油进出口温度增加13.1℃，可以满足工艺需求。电加热管热强度超过设计值时，炉内熔盐自然对流循环流动明显增强，湍动程度增加，电加热管上方熔盐与周围存在明显速度边界，正向影响炉内流动及传热特性。

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21. 水泥回转窑四通道煤粉燃烧器操作条件优化模拟

王蓝欣关晶田于杰刘银杰李飞叶家元许成文申峻卢春喜王维

过程工程学报 2025, 25 (12): 1238-1247. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225075

摘要（146）

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PDF （2748KB）（27）

水泥回转窑燃烧器作为水泥烧成系统的核心装备，其性能对水泥生产效率和质量具有重要影响。由于回转窑内部的高温复杂反应过程难以全面测量，燃烧器性能的评估往往依赖于经验，缺乏理论指导。为此，本研究通过计算流体力学(CFD)对煤粉燃烧过程进行模拟，以实现水泥回转窑燃烧器的优化。模拟结果表明，随着轴流风速在合理范围内增加，气相温度显著升高，高温区域扩大，氧气消耗速率增大，二氧化碳生成速率增大，一氧化碳质量分数降低，燃烧效率提高。旋流风速增加对温度场影响相对较小，但能显著改善煤粉与空气的混合效果，促进燃烧。以此为基础，通过增大轴流风速和旋流风速对燃烧器性能进行优化，优化结果改善了窑内的温度场和组分场，影响了熟料矿物成分，其中C3S和C4AF含量增加，C2S和C3A含量减少，对水泥性能产生积极影响。本工作通过数值模拟方法深入分析了轴流风速、旋流风速对水泥回转窑燃烧器性能的影响，为燃烧器的优化设计提供了理论支持，提出的燃烧器优化方案有效改善了窑内温度场和组分场的分布，提高了燃料的燃烧效率和熟料质量。

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22. 自激振荡脉冲射流器液-液非均相混合特性分析

程亚龙张昆明张美琪陆小菊黄永春唐湘毅刘灵惠

过程工程学报 2025, 25 (12): 1248-1261. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225094

摘要（135）

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PDF （7450KB）（31）

自激振荡脉冲射流器因结构简单、可产生无源振荡空化，且易于实现工程化应用而备受关注。但是，目前该射流器的研究对象以均相水介质体系为主，对于多相介质流动与混合特性的研究匮乏，这限制了其在强化液-液非均相介质混合过程中的应用。本工作以油为连续相，水为分散相，采用数值模拟结合实验研究的方法，模拟了油-水非均相介质在射流器内的混合过程及分散相液(水)滴直径分布。结果表明，油-水非均相介质在射流器内能够产生脉冲空化射流及大小周期性变化的空化泡；谐振腔出/入口附近流体受湍流惯性力作用最强，混合效果最好；相较于蓄能状态，释能状态下谐振腔室内非均相流体受黏性剪切力作用更强，更有利于油-水两相间混合；湍流惯性力与黏性剪切力共同作用，促进了分散相液(水)滴破碎，强化了油-水非均相介质间的混合过程；射流器的混合作用可获得液(水)滴尺寸分布窄的分散相。

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23. 润湿性对聚结滤材过滤性能影响研究

张丽尹琦岭黄雪松李楹丁一航谢宇辰常程

过程工程学报 2025, 25 (12): 1262-1273. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225078

摘要（119）

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PDF （4724KB）（48）

天然气开采与输运过程中，夹带的油雾等杂质会直接影响管线中计量仪表、压缩机组等设备的可靠运行，由滤材制成的聚结过滤器是目前去除油雾等杂质的可靠设备。润湿性是影响滤材油雾过滤性能的重要因素，但其具体影响规律尚不明确。针对目前工业中使用的亲油滤材过滤效率低、过滤阻力高的问题，本研究系统性地研究了润湿性对滤材油雾过滤性能的影响。结果表明，滤材的油雾过滤性能随滤材疏油性的增强而提升，主要表现为油雾过滤效率增加及稳态压降降低。尤其是针对精度较低的滤材时，改性后的超疏油滤材相较未改性亲油滤材的过滤效率提高13.62%，稳态压降降低20.46%。在多层滤材搭配实验中发现，疏油性较高的滤材具有较高的过滤效率和较低的稳态压降，结合“跳跃-通道”模型分析，疏油性越高的滤材可减少液膜形成及夹带现象，从而降低通道压降。本研究的实验结果可为天然气管道输送工业中聚结过滤器滤材的优化提供可靠的选择。

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24. 脱铜阳极泥还原熔炼富集稀贵金属过程行为研究

马勇齐徐娟张福元田勇攀胡雨欣任仰瑞

过程工程学报 2025, 25 (12): 1274-1284. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225137

摘要（114）

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PDF （13065KB）（35）

卡尔多炉熔炼技术是综合处理铜阳极泥的典型工艺，但目前对其关键组分的还原顺序及物相变化规律仍缺乏明确认知。本工作通过熔炼渣型模拟计算、还原过程热力学分析，结合熔渣与贵铅的微观表征，系统研究了脱铜阳极泥还原熔炼过程中稀贵金属捕集的物相演变规律。结果表明，脱铜阳极泥还原熔炼过程中，主要形成以PbSiO3和Na2Si2O5物相的PbO-Na2O-SiO2三元渣系；各元素的还原优先级顺序为Ag>Se>Te>Bi>Pb，主要成分PbSO4的物相演变历程为PbSO4→PbO?PbSO4→PbS→Pb；贵铅物相为PbSe, BiSe和AgTe，未出现元素单质的衍射峰；形貌分析显示，Pb和Se的分布区域高度重合，Ag和Bi呈互补分布特征，Te在整体区域内均匀分布，且Ag, Bi, Pb均有集中分布区域，存在偏聚现象及衬度差异；贵铅中Pb, Ag, Bi和Te元素均存在0价和正价，0价占比分别为64%, 88%, 52%和47%，Se以0价(38%)和负价(62%，主要为Se2-)存在。结合XRD和SEM表征结果可知，铜阳极泥在还原熔炼过程中，主要通过形成稳定的金属间化合物实现稀贵金属的捕集。

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25. 发泡温度对自发泡聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的影响

张鹏轩白慧娟丁成成乔宇王朵徐俊波杨超

过程工程学报 2025, 25 (12): 1285-1291. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225064

摘要（89）

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PDF （1494KB）（14）

聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫是一种具有优异热力学性能的硬质泡沫，广泛应用于航空航天、体育器械及医疗器械等领域。其性能受发泡剂影响，发泡剂在加热过程中分解产生气体的种类及总量均对PMI泡沫的泡孔大小、形貌、性能有显著影响。自发泡PMI泡沫的热力学性能受可共聚发泡单体的直接影响。本工作以丙烯腈(AN)、甲基丙烯酸(MAA)为聚合单体，丙烯酰胺(AM)为交联剂，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，甲基丙烯酸叔丁酯(tBMA)为可共聚发泡单体，通过自由基聚合和自由热发泡工艺制备了轻质高强的PMI泡沫。tBMA分子中的叔丁酯基在发泡阶段受热分解成羧基和异丁烯，其中异丁烯的析出速率决定了PMI的物理结构，进而影响其性能。基于此，系统考察了不同发泡温度对PMI泡沫微观结构及宏观热力性能的影响。通过傅立叶转变红外光谱仪(FTIR)、场发射扫描电镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)及万能试验机对PMI泡沫塑料的物理化学结构和性能进行分析。结果表明，随着发泡温度升高，PMI亚胺化程度升高，提升了泡沫的热稳定性；同时高的发泡温度也增大了泡孔尺寸，致使泡沫的密度和力学性能呈下降趋势。在200℃下进行发泡，泡沫具有较低的密度，为63 kg/m3，同时表现出优异的热稳定性和机械性能，玻璃化转变温度(Tg)为216.1℃，压缩强度达1.08 MPa。

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26. 丙烯酰胺-丙烯酸共聚过程转化率的原位拉曼光谱监测方法

温佳娴常诚顾雪萍冯连芳张才亮

过程工程学报 2025, 25 (12): 1292-1299. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225088

摘要（66）

HTML （2）

PDF （2678KB）（22）

丙烯酰胺-丙烯酸自由基共聚反应具有快引发、快终止的特性。单体转化率作为聚合过程的关键参数，亟需高时效性监测手段。通过原位拉曼光谱技术可以实现在线监测，但单体转化率对光谱特征域的影响机制仍缺少研究。在引发温度为1~30℃及复合引发剂质量比(偶氮/氧化还原引发剂)为0∶100~90∶10的条件下研究单体转化率与拉曼光谱的对应关系。基于碳骨架摇摆振动、丙烯酰胺C-N键伸缩振动及单体CH2和C=C伸缩振动特征峰，建立基于峰面积的分析方法。通过解析单体转化率与峰面积的关联，构建双单体转化率机理模型。在线监测结果与核磁共振氢谱对比，采用1386~1517 cm-1和1517~1732 cm-1特征域建立的光谱模型对丙烯酰胺、丙烯酸转化率预测的R2分别为0.989和0.981，验证集平均相对误差为2.14%。该方法可用于丙烯酰胺-丙烯酸自由基共聚过程的转化率实时监测，为高黏体系的在线质量监测提供了解决方案。

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27. 基于阳极氧化法的钛酸锂纳米管的制备

杨文吴超男谢娟田勇攀何世伟赵卓

过程工程学报 2025, 25 (12): 1300-1307. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225115

摘要（76）

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PDF （7543KB）（28）

锂作为锂离子电池的关键材料，在新能源领域的需求急剧攀升。钛酸锂基锂离子筛因具备优异的锂选择吸附性能，在含锂复杂溶液体系的锂资源高效分离领域展现出广阔应用前景。本研究将阳极氧化与锂化退火工艺相结合，成功制备出表面开孔良好、与基底结合牢固的钛酸锂纳米管。实验以钛丝为基体、乙二醇为电解液，通过调控阳极氧化电压、氟离子浓度及氧化时间，先构筑TiO2纳米管阵列，再经锂化退火与酸处理获得锂离子筛。研究结果表明，当阳极氧化电压为40 V、NH4F质量分数为0.5wt%、阳极氧化时间为3 h，且额外施加10 V降电势处理5 min时，可制得形貌规整、与基底结合紧密的TiO2纳米管阵列；经锂化退火处理后，钛酸锂仍保留纳米管形貌，且酸洗处理后其平均孔径由50 nm增至65 nm。本研究通过阳极氧化-锂化协同策略成功构建了钛酸锂纳米管阵列，这一成果为新一代高性能钛酸盐提锂材料的研发提供了参考。

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28. 基于热电制冷的18650电池组热特性研究

于惠敏马肖娜严华夏

过程工程学报 2025, 25 (12): 1308-1318. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225082

摘要（78）

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PDF （1438KB）（31）

热电制冷器可以利用电能直接实现热能传递，借助PID (比例-积分-微分)温度控制器，热电制冷器能够实现精准控温，有效满足电池热管理需求。现有研究多聚焦于热电制冷与其他热管理技术耦合系统的结构优化，而针对各类影响因素的定量分析相对匮乏。本研究搭建了热电装置-电池组实验平台，利用Fluent软件建立了基于热电制冷的电池热管理仿真模型，并通过实验验证了模型的准确性。在此基础上，系统探究了电池初始温度、冷板表面温度及放电倍率对电池组热特性的影响。结果表明，在模拟参数范围内，电池初始温度升高会加大放电过程中的最高温度和最大温差，但对放电结束时的最高温度和最大温差影响较小，二者分别稳定在28.5~28.6和3.0℃。因此，在高温工况时，可预先给电池降温以满足热管理需求。降低冷板表面温度虽能减小电池放电过程中的最高温度，但会导致最大温差增大，当冷板表面温度为5℃时，电池放电过程最高温度降至17.5℃，而最大温差为5.4℃，故冷板表面温度不宜过低。电池放电倍率越高，电池的最高温度和最大温差也越大。敏感度分析表明，电池放电结束的最高温度对冷板表面温度的平均敏感度为0.527，表明通过调节冷板温度可提高热电制冷电池热管理系统的性能。

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29. 超声水热-离子液体介导法制备Mg-Zr氧化物用于碳酸二甲酯合成

刘琦张亲亲刘莹李逸苏倩刘一凡李雨浓杨子锋

过程工程学报 2025, 25 (12): 1319-1333. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225108

摘要（83）

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PDF （14042KB）（27）

利用CO2合成碳酸二甲酯(DMC)是C1化学转化的重要应用，其中碳酸乙烯酯(EC)醇解反应制备DMC是该路线的关键步骤。工业催化剂甲醇钠具有高催化活性，但其过强的碱性对设备提出了严格要求，且使用后无法回收利用，增加产品分离难度的同时造成了环境负担。双金属氧化物催化剂凭借其可调控的Lewis酸碱双活性位点及结构可设计性等优势，被视为醇解反应的理想非均相催化材料。然而，现有研究仍面临催化剂活性与稳定性难以协同优化、催化剂构效调控规律不清晰、制备路线繁冗和催化条件苛刻等关键科学问题，且针对该反应的双金属氧化物催化剂的强化合成策略也尚缺少深入研究，制约了非均相催化体系的设计及在DMC合成中的应用。因此，本研究创新性地提出了超声水热-离子液体介导法调控策略，以[Bmim]BF4离子液体为导向模板剂，通过超声辅助水热法成功构建了活性和稳定性俱佳的Mg-Zr双金属氧化物催化剂(UIL-MgZrO)，系统研究了离子液体介导与不同强化制备手段的耦合作用对催化剂晶体生长、晶相演变及表面特性的影响机制，揭示了协同调控金属氧化物活性位点的作用规律，从而改善双金属氧化物的催化效率。在醇解过程中，所制备的UIL-MgZrO催化剂在温和条件(90℃，1 h)下实现了72.1%的EC转化率和99.9%的DMC选择性，其性能指标处于目前已报道的非均相体系醇解的较高水平。本研究为金属氧化物表面结构性质的精确调控提供了新策略，为CO2合成碳酸酯工艺提供了技术支持。

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30. 阴离子掺杂诱导高熵氧化物多缺陷调控：结构稳定性与储锂性能增强

鲍梦凡韦正兵徐世彪程怡陈诗洁檀杰郑翠红林娜冒爱琴

过程工程学报 2025, 25 (12): 1334-1348. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225175

摘要（181）

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PDF （11413KB）（76）

为了进一步提升高熵氧化物负极材料的结构稳定性及电子/离子传输动力学，本研究以尖晶石型(Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2Zn0.2)3O4高熵氧化物为研究基础，采用溶液燃烧法，通过S2-阴离子掺杂策略调控其本征缺陷与微观结构，成功制备了具有可控氧空位和晶格畸变及介孔网状结构的尖晶石型(Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2Zn0.2)3O4-xSx (x=0, 0.15, 0.3, 0.6, 0.9)高熵氧化物锂离子电池负极材料。电化学测试结果表明，(Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2Zn0.2)3O3.7S0.3 (S0.3)电极展示了优异的循环稳定性和倍率性能，在200 mA/g下循环150圈后可保持1513 mAh/g的可逆放电比容量，在1000 mA/g下循环350圈后仍具有310 mAh/g的放电比容量。其优异的电化学性能主要归因于：一方面，适量S2-掺杂不仅增加构型熵，还能缓解晶格畸变并降低氧空位浓度，从而显著提升电极材料的循环稳定性；另一方面，晶格畸变、氧空位与晶粒尺寸的协同优化显著改善电子/离子传输(S0.3的电导率高达22.4 S/m，且DLi?较大)并有效提升赝电容贡献率。本研究为兼具结构稳定性、高能量密度与长循环寿命的锂离子电池负极材料设计提供了新思路与实验基础。

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31. 变径快速流化床内气固流动特性的双流体模拟研究

巩向阳杨雷首时赵翔宇龚剑洪杨超

过程工程学报 2025, 25 (11): 1130-1142. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225052

摘要（123）

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PDF （6691KB）（42）

催化裂解反应器是重油深度利用生产轻质烯烃的重要工具，而反应器内部气固两相流动和混合特性对反应效果具有重要影响。为了获得变径快速流化床催化裂解反应器中复杂的相间、相内相互作用及流动行为，采用双流体模拟方法对流化床内气固流动行为进行模拟，以探究其内部气固流动特性。通过与现有实验数据进行对比，验证了模拟方法的可行性/准确性。并进一步研究了喷嘴气体流量和床层结构参数对颗粒流动的影响。结果表明，增加气体流量在一定程度上可以缓解颗粒在突扩段的聚集，使颗粒在反应器内分布更加均匀。而气体流量对上部区域的颗粒浓度分布影响不大。反应器结构参数优化的结果显示，流化床整体结构中渐扩段上部直径和底部直径呈现一定倾角更有利于颗粒在反应器内的均匀分布，使气固混合得到改善，有利于催化裂化过程的进行。

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32. 高炉冲渣水余热驱动的双吸收式热泵系统优化设计与耦合研究

黄志甲胡耀孙凤张样鲁月红王俊

过程工程学报 2025, 25 (11): 1143-1155. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225023

摘要（104）

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PDF （1683KB）（28）

为降低高炉煤气碳捕集系统的再生能耗，同时合理利用冲渣水余热，本工作建立了双吸收式热泵热力学模型，研究了蒸发温度、冷凝温度、吸收蒸发温度、吸收温度对系统性能的影响。利用遗传算法进行模型优化计算，并与高炉煤气碳捕集系统进行耦合研究，分析了冲渣水温度波动对耦合系统的影响。研究结果表明，当蒸发温度为75℃时，系统COP最大值为0.3168；冷凝温度为20℃时，系统COP最大值为0.3032；吸收蒸发温度为103℃时，系统COP最大值为0.3116；吸收温度为130℃时，系统COP最大值为0.3015；优化后系统换热面积减少14.8%，面积性能比提高了16.5%。冲渣水温度从75℃升高至85℃时，热泵制热量提升18.6%，碳捕集能耗降低约10.3%；系统投资回收期为3.48年。此研究拓宽了双吸收式热泵在冶金行业的应用领域，也为双吸收式热泵优化设计提供了方法，对于推动冶金行业的节能减排和可持续发展具有重要意义。

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33. 工业余热回收的高温蒸汽热泵工质筛选及系统模拟

李建辉韦俊赵贯甲

过程工程学报 2025, 25 (11): 1156-1167. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225058

摘要（111）

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PDF （2057KB）（30）

工业领域排放了大量低品位余热，采用热泵技术将其提质后再利用是降低碳排放的有效手段。针对热泵回收工业余热时在热源和热汇端均存在较大温度变化，从而造成不可逆损失的问题，本工作结合非共沸混合工质在相变过程中具有一定滑移温度，可实现蒸发器和冷凝器中换热温度匹配的特点，筛选了一种适用于余热回收系统的非共沸混合工质，建立了针对大容量工业余热回收的离心式高温蒸汽热泵模拟模型，研究了选定非共沸工质与传统工质R245fa在不同工况下的系统特性。结果表明，选定非共沸混合工质R600a/R1234ze(Z)/R1336mzz(Z)以30%/20%/50%摩尔分数进行混合时，较R245fa具有更为优良的热力学性能。相同热源条件下，R245fa与非共沸混合工质的最佳冷凝温度分别为107.5和110℃，在最佳冷凝温度下两者系统能效比(COPh)分别为3.36和3.94；冷凝温度为110℃时，COPh提高了20.45%；在热源条件发生变化时，混合工质压比相较于R245fa降低了18%以上，COPh提升了19.31%，采用非共沸混合工质节能效果明显。

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34. 基于Volterra级数模型和核熵成分分析的控制阀粘滞故障检测

王俊伟赵众

过程工程学报 2025, 25 (11): 1168-1182. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225028

摘要（87）

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PDF （2286KB）（18）

控制阀粘滞现象是导致工业过程控制回路振荡和阀门非线性行为的主要原因之一，这不仅会降低控制回路性能和缩短阀门使用寿命，还可能增加产品质量波动及能耗，因此，控制阀门粘滞的实时检测对保证过程平稳运行意义重大。基于时域的传统粘滞检测方法通过分析控制阀输入信号OP (Output Position)和过程变量PV (Process Variables)波形并计算粘滞指数判断粘滞是否存在。然而，在实际工业实践中，过程PV信号呈现非线性和非高斯的随机波动特征，基于时域波形分析的控制阀粘滞故障检测方法在准确率和泛化能力上存在局限性。针对实际过程的检测信号的随机波动特性，本工作提出了一种基于Volterra级数模型和角度方差指标(Angular Variance Index, AVI)的核熵成分分析(Kernel Entropy Component Analysis, KECA)故障检测方法。基于AVI的KECA定义为改进核熵成分分析(Improved Kernel Entropy Component Analysis, IKECA)。首先，基于二阶Volterra级数模型对非线性粘滞控制阀进行建模。其次，基于谱分析理论和二阶Volterra级数提取用于表征粘滞的OP-PV相位特征。然后针对故障和正常数据，利用KECA方法对多维特征进行降维、特征提取和分类，以差分向量角度方差指标作为统计量，通过核密度估计(Kernel Density Estimation, KDE)来确定识别控制限AVILim，从而实现对控制阀粘滞故障的实时检测。基于所提方法开发了工业应用软件，工业应用结果证实了所提方法的可行性和有效性。

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35. 酸性溶液中冰晶石的合成调控及磷酸铁锂废粉酸性浸出液中低锂损除铝应用

罗枫张盈郑诗礼张洋王晓健乔珊

过程工程学报 2025, 25 (11): 1183-1194. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224349

摘要（108）

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从LiFePO4 (简称LFP)废粉中回收有价元素已成为当下重要的研究方向之一。在此过程中，高效回收该废粉中的有价元素面临一个关键挑战，即如何在含铁、铝、磷的酸性溶液中深度去除Al3+，以便于后续制备电池级磷酸铁。本研究参考LFP废粉硫酸全浸液的成分，配置了Na2SO4-Li2SO4-Al2(SO4)3溶液，并利用冰晶石沉淀法脱除Al3+。在对冰晶石沉淀除铝条件进行优化的基础上，深入阐明了多种类型冰晶石(如Na1.5Li1.5AlF6, Na2LiAlF6和Na3AlF6)的形成规律，尤其明确了溶液初始Na/Li摩尔比和初始Al3+浓度对冰晶石形成的影响机制，进而确定了各类冰晶石纯相的生成条件，为冰晶石沉淀法除铝提供了理论依据。将该方法应用于LFP废粉酸浸液中的Al3+深度脱除研究，结果表明，冰晶石沉淀除铝的最佳条件为：F/Al摩尔比为6.6、初始pH值为2.5、反应温度为50℃、反应时间为2 h。在上述条件下，当初始Na/Li摩尔比为1.50或2.00时，沉铝产物为Na1.5Li1.5AlF6冰晶石；当Na/Li摩尔比为3.00时，则形成Na3AlF6冰晶石。同时发现溶液中铁和磷的存在会抑制Na2LiAlF6的生成。利用冰晶石沉淀法，Al3+质量浓度可从0.50 g/L降至20 mg/L以下，并能在低锂损的同时生成Na3AlF6冰晶石。本研究为LFP废粉湿法回收过程中Al3+的低锂损深度选择性脱除提供了有效方法。

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36. 含氟废水中氟化钙颗粒结晶行为研究

黄鸶云钱玉鹏张雨茜解蕾李军霄

过程工程学报 2025, 25 (11): 1195-1203. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224386

摘要（123）

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为解决工业排放含氟废水所带来的环境危害问题，通过模拟含氟废水钙盐沉淀反应过程，考察钙氟比、pH值、反应温度和反应时间对除氟效果的影响，运用粒数衡算模型分析各因素下氟化钙晶核粒数密度与生长速率的关系，得出各条件下氟化钙成核相对生长动力学方程及其对应敏感系数，并利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜-能谱(SEM-EDS)表征结晶产物特征，明确NaF与CaCl2化学沉淀反应生成氟化钙的结晶行为。研究结果表明，初始F-浓度5000.00 mg/L含氟废水，以CaCl2为钙盐沉淀剂，当钙氟比为2、pH值为7、反应温度为60℃、反应时间为60 min时，沉淀除氟效果较好，处理后废水中F-浓度降至8.82 mg/L，除氟率达99.82%，该条件下，氟化钙沉淀结晶成核速率为0.19470 */(mL?min)、生长速率为2.952×10-3 μm/min。各因素敏感系数大小关系为：ipH<iT<0<it<iCa/F，适当增大钙氟比和时间有利于氟化钙晶体成核，适中的pH和温度有利于氟化钙晶体生长。最终沉淀产物为氟化钙，其表面微观形貌为球状团聚体组成的堆积结构。

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37. 低分子量聚烯烃对沥青-集料界面黏附性能的作用机制

陈美祝于静君张建伟冷滨滨马佳萌

过程工程学报 2025, 25 (11): 1204-1216. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225084

摘要（84）

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沥青-集料界面黏附性能是控制路面水损害的关键因素，直接影响道路服役寿命。针对传统改性剂成本高、工艺复杂等问题，本研究创新地采用低分子量聚烯烃作为沥青混合料改性剂，通过接触角测量、表面能计算及界面能参数(黏附功Was、剥落功Wasw、能量比ER)的多维度分析，系统研究了聚烯烃掺量(2wt%~8wt%)对石油沥青与花岗岩、玄武岩、石灰岩三种典型岩性集料界面性能的影响规律，并采用多元回归分析和改良水煮法验证了其黏附增强效应。研究结果表明，低分子量聚烯烃可显著降低沥青的接触角(8%~58%)，使沥青-集料界面间的Wasw提升38.3%~39.5%、ER增加1.38~1.41倍，同时将Wasw降低至-94.86~-97.85 mJ/m2，有效改善了沥青润湿性和黏附性能。集料岩性差异导致聚烯烃最佳掺量分化，花岗岩、玄武岩与石灰岩分别在2wt%, 4wt%与6wt%掺量时达到最小Was值(-97.85, -96.15, -94.86 mJ/m2)。相关性分析显示，聚烯烃掺量与ER的相关系数达0.90 (p<0.01)，显著高于集料氧化物调控作用，证实其主导沥青黏附性能提升。实验验证表明，改性后沥青的剥落率Wb降低34%，水稳定性提升显著。研究结果为低分子量聚烯烃在沥青路面工程中的应用提供了理论依据与技术支撑。

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38. 基于商用多模光纤的高灵敏SPR生物传感器

车淇陈超赵一凡赵大伟张松平李秀男张香美

过程工程学报 2025, 25 (11): 1217-1226. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225035

摘要（84）

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针对光纤SPR传感器制备难度大、增敏手段复杂、成本高等问题，本工作采用商用多模光纤，使用常规镀膜方法，优化镀膜条件后，成功制备出高灵敏度的光纤SPR传感器，并集成了一套光纤SPR传感系统。结果表明，优化后的最佳镀膜条件为：镀膜电流15 mA，镀膜时间20 s。通过SEM对传感器结构进行表征，结果表明光纤表面形成了呈轴向粒径大小渐变的非均匀金纳米颗粒膜层。在折射率1.339~1.384范围内，传感器的灵敏度可达3416 nm/RIU。经羧基化后交联Protein A配体，将制备出的生物传感器对HIgG进行免疫检测，在1.25~20.00 μg/mL HIgG浓度范围内，其线性相关系数R2为0.9987，灵敏度和检测限分别为0.6786 nm/(μg/mL)和0.15 μg/mL，检测性能与文献中经复杂方法增敏后的传感器相当。本研究制备的光纤SPR生物传感器制备工艺简单、性能稳定、灵敏度高，具有广泛的应用前景。

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39. 薄板式静态混合器耳板最佳折弯角度研究

宋泽润姬宜朋陈家庆王秀军华朝陈翔宇王春尧

过程工程学报 2025, 25 (10): 1021-1029. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224391

摘要（108）

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薄板式静态混合器采用1个耳状薄板结构的混合元件完成两种介质的混合，其结构比常规静态混合器更简单、压降更低；尤为重要的是分散相注入口设置在耳板后，处理混合后产生的高黏度介质时，可以避免管路堵塞。带折弯耳板的薄板是薄板式静态混合器内唯一混合元件，耳板折弯角度直接影响混合水力环境。本工作构建保持过流面积不变而只改变耳板折弯角的模型，通过数值模拟和可视化实验分析薄板式静态混合器耳板出口处流场特性，考察流体混合的不均匀系数(CoV)和压降(ΔP)随耳板折弯角度的变化规律。结果表明，耳板后流体向一侧偏移的康达效应与其折弯角密切相关，在折弯角为10°时，康达效应最弱，流体的分布对称性能最佳。康达效应对混合效果有负面影响，折弯角为10°时的对称流状态下混合效果最佳，CoV降低到0.05所需的完全混合距离仅3.4D，压力损失仅4.26 kPa。

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40. 基于PAM-GRU的三苯收率预测方法研究及应用

韩永明孙亚帅倪庆旭潘峰孙庆峰谭蕾胡渲耿志强

过程工程学报 2025, 25 (10): 1030-1038. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225005

摘要（73）

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PDF （2755KB）（29）

针对传统三苯收率预测中存在的模型精度低的问题，本工作提出了一种基于金字塔注意力机制的门控循环单元网络(PAM-GRU)的三苯收率预测方法。PAM-GRU通过引入金字塔注意力机制，利用卷积对多特征序列数据建立层次化的注意力结构，解决传统自注意力机制性能增益受限问题，以提取空间特征。同时引入门控循环单元，利用其循环结构捕捉时间序列中的动态信息，挖掘时序数据的时间变化规律。通过融合数据的时空特征，实现对三苯收率的准确预测。所提方法应用在实际连续重整化工生产流程中，在平均绝对百分比误差、平均方根误差、平均绝对误差、决定系数四个指标上与循环神经网络、长短期记忆网络、门控循环单元、基于注意力机制的长短期记忆网络、基于注意力机制的门控循环单元模型对比。结果表明，所提出的PAM-GRU模型能够有效整合连续重整生产过程中的空间和时间特征，实现对三苯收率的高效、准确预测。此外，为应对复杂生产环境，对模型增加了鲁棒性测试，结果表明，所提模型具有较强的鲁棒性，能够有效抑制突发噪声的干扰。

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