检索结果-内蒙古大学图书馆

过程工程学报 2024年第2期24卷 193-206页

作者：肖冬胡善伟刘新华张丽沈阳化工大学化学工程学院辽宁沈阳110142 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190

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... 详细信息

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。

关键词：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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增材制造高温合金在不同温度下的拉伸性能与变形机制

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材料研究学报 2025年第1期39卷 1-10页

作者：王娜李文彬庞建超陈立佳高崇邹成路张辉李守新张哲峰沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016 东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819

用增材制造激光选区熔化工艺制备典型的高温合金GH4169并在25~650℃测试其拉伸性能,用扫描电镜和透射电镜等手段表征其微观组织和拉伸变形行为,研究了测试温度对其力学性能的影响和变形机制。结果表明,在25℃、600℃和650℃测试这种合... 详细信息

用增材制造激光选区熔化工艺制备典型的高温合金GH4169并在25~650℃测试其拉伸性能,用扫描电镜和透射电镜等手段表征其微观组织和拉伸变形行为,研究了测试温度对其力学性能的影响和变形机制。结果表明,在25℃、600℃和650℃测试这种合金的拉伸性能,其拉伸曲线较为光滑,在450~550℃测试的曲线呈锯齿状。随着测试温度的提高合金的抗拉强度从1458 MPa降低到1228 MPa,屈服强度则从1234 MPa下降到1051 MPa。SLM GH4169合金的拉伸强度与温度之间的关系大致是线性的。在25~450℃测试,合金中的强化相阻碍位错运动产生了强化作用;在550~650℃滑移为主要变形方式,δ相不利于拉伸性能。

关键词：金属材料 GH4169合金实验温度微观组织变形机制

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P507硝酸体系Ce(Ⅳ)置换反萃轻稀土的性能及机理研究

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过程工程学报 2023年第12期23卷 1676-1684页

作者：王怡李建黄梦玲张旭霞张绘齐涛中国科学技术大学稀土学院安徽合肥230026 中国科学院赣江创新研究院江西赣州341000 江西省稀土清洁生产重点实验室江西赣州341000 中国科学院过程工程研究所北京100190

传统溶剂萃取法具有酸碱消耗大、含盐废水排放量大的缺点。以Ce的氧化还原为驱动力,根据P507对Ce(Ⅳ)和RE(Ⅲ)的萃取能力不同,提出了一种新的反萃方法。研究了Ce(Ⅳ)在硝酸溶液中置换反萃轻稀土的反萃条件及机理。以Pr(Ⅲ)作为轻稀土的... 详细信息

传统溶剂萃取法具有酸碱消耗大、含盐废水排放量大的缺点。以Ce的氧化还原为驱动力,根据P507对Ce(Ⅳ)和RE(Ⅲ)的萃取能力不同,提出了一种新的反萃方法。研究了Ce(Ⅳ)在硝酸溶液中置换反萃轻稀土的反萃条件及机理。以Pr(Ⅲ)作为轻稀土的代表元素探究了反萃相比、温度、反应时间、溶液酸度及Ce(Ⅳ)浓度、硝酸根浓度等因素对轻稀土反萃率的影响。结果表明,随着反应温度、时间及硝酸高铈铵溶液浓度增加,Pr反萃率不断增加,随着相比增大反萃率降低,使用0.56 mol/L硝酸高铈铵溶液反萃负载Pr的有机相,优化条件下Pr反萃率达98%,优于1 mol/L盐酸,该方法对轻稀土均有较好的反萃率。通过斜率法推测了萃合物形式及反应机理,FT-IR进一步验证了该机理。该反应为溶剂化机理,反萃前后有机相中组成分别为Pr(NO_(3))(HA_(2))_(2)·(HA)和Ce(NO_(3))_(2)A_(2)。从FT-IR光谱分析可知,稀土元素置换了P-O-H中的H,并与P=O键配位,有机相中[NO_(3)^(-)]O的特征峰进一步证明了[NO_(3)^(-)]O参与反应。

关键词：轻稀土元素反萃 Ce(Ⅳ) P507 硝酸

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循环流化床相似准则及数值验证

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过程工程学报 2024年第3期24卷 326-337页

作者：谢劲超张楠范天博刘新华沈阳化工大学化工学院辽宁沈阳110142 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190

基于适用于同一装置的Shi相似准则和适用于不同装置的Horio相似准则,本研究提出了不受颗粒直径与反应器直径比限制的循环流化床流动相似准则。通过数值模拟方式验证了已有Shi准则在同一装置中的适用性,同时也是对所采用数值模型的验证,... 详细信息

基于适用于同一装置的Shi相似准则和适用于不同装置的Horio相似准则,本研究提出了不受颗粒直径与反应器直径比限制的循环流化床流动相似准则。通过数值模拟方式验证了已有Shi准则在同一装置中的适用性,同时也是对所采用数值模型的验证,随后在不同比例装置中对本研究所提出的相似准则进行了模拟。对不同比例装置中气速变化、颗粒直径变化以及气速和颗粒直径同时变化的工况进行模拟,结果表明所提出的相似准则在固相浓度轴向分布、固相浓度径向分布和无因次速度径向分布上具有相似性,进一步通过压力波动特征探讨了宏观相似下的介观分布特征。

关键词：循环流化床相似准则颗粒佛罗德数 EMMS曳力系数数值模拟

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优化设计萃取隔板精馏塔分离苯-环己烯体系

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化学工程 2024年第7期52卷 1-6页

作者：张豪豪李运昌刘宇航刘继三陈锦溢华超陆平中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 宁夏福泰材料科技有限公司宁夏石嘴山753600 华陆工程科技有限责任公司陕西西安710065

苯和环己烯共沸物的高效节能分离是常见的工业难题,而EDWC(萃取隔板精馏塔)在共沸物的分离中具有重要的应用前景,目前公开的文献中鲜有关于EDWC工艺对苯和环己烯分离的报道。以氯化胆碱/乙酰丙酸摩尔比为1∶2作为萃取剂,探索EDWC技术在... 详细信息

苯和环己烯共沸物的高效节能分离是常见的工业难题,而EDWC(萃取隔板精馏塔)在共沸物的分离中具有重要的应用前景,目前公开的文献中鲜有关于EDWC工艺对苯和环己烯分离的报道。以氯化胆碱/乙酰丙酸摩尔比为1∶2作为萃取剂,探索EDWC技术在苯和环己烯分离中的应用,采用粒子群算法对该工艺进行优化设计。考虑到粒子群算法是一种随机优化算法,引入变异系数对算法的稳定性能进行评价。最后,引入年度总成本、二氧化碳排放量、[火用]损失3个定量指标从经济性、环境性和热力学性3个方面对EDWC工艺和传统的两塔萃取精馏工艺进行全面对比。结果表明:与传统的两塔萃取精馏工艺相比,EDWC工艺可减少19.15%的年度总成本、36.08%的二氧化碳排放量、19.99%的[火用]损失以及8.03%的萃取剂消耗量。EDWC工艺分离苯和环己烯混合物具有优异的分离效率和显著的节能优势。

关键词：萃取隔板精馏塔优化设计节能 Aspen Plus 粒子群算法

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盐湖卤水萃取法提锂的研究进展

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应用化学 2024年第6期41卷 800-812页

作者：张建锋吴辉勇杨良嵘中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室北京100190 上饶师范学院化学与环境科学学院上饶334001 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院景德镇333403

随着全球锂电行业的迅猛发展,作为原材料的锂需求量也日益攀升。盐湖卤水中蕴含着丰富的锂资源,但浓度低、成分复杂。开发高效锂分离技术,从卤水中提取锂资源具有重要的经济价值和战略意义。溶剂萃取法具有处理量大、萃取效率高、优异... 详细信息

随着全球锂电行业的迅猛发展,作为原材料的锂需求量也日益攀升。盐湖卤水中蕴含着丰富的锂资源,但浓度低、成分复杂。开发高效锂分离技术,从卤水中提取锂资源具有重要的经济价值和战略意义。溶剂萃取法具有处理量大、萃取效率高、优异选择性以及易于规模化操作等优点,具有良好的工业应用前景。本文主要综述了近5年常用的萃取体系,包括β-二酮、有机磷化合物、大环分子、磷酰基吡唑啉酮、离子液体以及低共熔溶剂。系统地分析了各种萃取体系的作用机理、适用的环境以及存在的优缺点,对于萃取体系存在的问题进一步介绍了萃取过程强化技术,如膜萃取强化、电场强化。最后,对未来各种萃取体系的研究重点和改进提出了观点和评述,同时对萃取体系的发展前景进行了展望。

关键词：锂选择性萃取分离盐湖卤水

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磺化炭的制备及其应用研究进展

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过程工程学报 2025年

作者：蒋郑峰王若欣高飞周志茂史权于海濛李应文周华群何晨中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室重质油全国重点实验室(中国石油大学(北京)) 中国石油国家卓越工程师学院

将生物质或无定形炭材料通过磺化剂原位磺化或接枝磺化方法能得到富含磺酸基（-SO3H）、羧基（-COOH）和羟基（-OH）基团的磺化炭。由于磺化炭独特的表面结构使其在催化、储能、环境等领域具有巨大的应用前景。本工作对磺化炭的生产原... 详细信息

将生物质或无定形炭材料通过磺化剂原位磺化或接枝磺化方法能得到富含磺酸基（-SO3H）、羧基（-COOH）和羟基（-OH）基团的磺化炭。由于磺化炭独特的表面结构使其在催化、储能、环境等领域具有巨大的应用前景。本工作对磺化炭的生产原料、制备工艺、反应机理以及物理化学特征等研究进行了全面总结，阐述了现阶段磺化炭在固体酸催化剂、储能材料、吸附剂、土壤改良和炭基肥等多个领域的应用情况，并指明了磺化炭应用中面临的问题与挑战。随着磺化炭制备技术的改进，炭材料在稳定性、选择性和广泛适用性等需进一步挖掘。磺化炭作为一种极具潜力的新型碳材料，有望在多个领域中实现广泛应用。要点：（1）概述了磺化炭的制备原料和磺化方法对其物理化学特性的影响。（2）讨论了磺化炭在催化、储能、吸附和土壤改良等领域的应用表现及其作用机制。（3）简述了磺化炭在实际应用中面临的挑战并展望了未来研究方向。

关键词：磺化炭固体酸催化吸附剂储能材料土壤改良剂

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低成本干法石墨厚电极的制备与性能研究

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储能科学与技术 2025年

作者：阮晶晶巫湘坤李勇慧赵冲冲李珅珅王童飞梁圣杰高桂红龙子湖新能源实验室氢能储能中心郑州中科新兴产业技术研究院河南省储能材料与过程重点实验室中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京重点实验室

采用粘结剂纤维化法制备了锂离子电池石墨干法电极，探讨电极厚度、粘结剂聚四氟乙烯（PTFE）含量和碳纳米管（CNT）对干法电极影响，选用扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱仪（EDS）对干法电极片的形貌和元素分布进行了分析测试，借助... 详细信息

采用粘结剂纤维化法制备了锂离子电池石墨干法电极，探讨电极厚度、粘结剂聚四氟乙烯（PTFE）含量和碳纳米管（CNT）对干法电极影响，选用扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱仪（EDS）对干法电极片的形貌和元素分布进行了分析测试，借助电子万能试验机、四探针内阻仪和光学接触角测量仪，对石墨干法极片进行拉伸强度、电子导电性和电解液的浸润性进行测试，通过充放电测试手段研究了干法电极片的电化学性能。结果表明当电极厚度超过300 μm时，电化学性能明显变差，所制备极片厚度应控制在300 μm以内。综合电化学性能、拉伸性能、导电性和对电解液的浸润性，当石墨：PTFE：CNT：导电炭黑（SP）比例为96:1:1:2，能达到首效91.7%，可逆容量大于330 mAh/g，面容量为11.28 mAh/cm2，拉伸率9.06%，电阻为24.1 Ω，与电解液接触角为65.33°。通过SEM可以清楚地看到在电极的表面和横截面均有丰富的PTFE，PTFE以纤维状态存在，形成具有层次结构的分支状纤维，在电极内部构建出一个连续的网状架构。在制备石墨干法极片过程发现引入碳纳米管后，更易制备成极片，而且极片的韧性和导电性得到很大的提高。面对高能量密度的需求，厚电极的制造也是关键的发展方向，与湿法涂布工艺相比，在没有溶剂情况下的干法电极制造可以潜在地避免厚电极制造的限制，干法电极技术可以提供一种更低成本，对环境无害且可持续发展的高效电极制备方案。

关键词：锂离子电池干法电极 PTFE纤维化石墨厚电极

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二氧化锆空心微球制备技术的主要进展

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过程工程学报 2024年第6期24卷 627-635页

作者：李保强金化成丁飞王纯袁方利中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国航空制造技术研究院高能束流加工技术重点实验室北京100024

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... 详细信息

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。

关键词：二氧化锆空心微球制备技术

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锂离子电池全生命周期碳足迹评价

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化工进展 2024年第12期43卷 6983-6994页

作者：高文芳崔天傲赵新宁崔晗曾献举李华杰卢江华吕龙义孙峙河北工业大学能源与环境工程学院天津300401 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 天津同创云科技术股份有限公司天津300384 中国科学院绿色过程制造创新研究院中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室国家基础学科公共科学数据中心北京100190

随着电动汽车产业的蓬勃发展,锂离子电池作为电动汽车的核心部件,其环境影响和可持续性研究得到了广泛关注。在双碳背景下,基于全生命周期的锂离子电池碳足迹评价已经成为解决锂电池可持续发展的关键问题,不同研究由于锂离子电池材料、... 详细信息

随着电动汽车产业的蓬勃发展,锂离子电池作为电动汽车的核心部件,其环境影响和可持续性研究得到了广泛关注。在双碳背景下,基于全生命周期的锂离子电池碳足迹评价已经成为解决锂电池可持续发展的关键问题,不同研究由于锂离子电池材料、回收技术等差异,研究结果差异较大。本文总结了锂离子电池全生命周期碳足迹的研究进展,对锂离子电池“从摇篮到坟墓”(全生命周期)、“从大门到大门”(生产阶段)、“从摇篮到摇篮”(回收阶段)三个方面进行了总结分析,重点关注了生产阶段与回收阶段,分析发现生产阶段磷酸铁锂电池的碳足迹较低,回收阶段中湿法回收镍钴锰酸锂电池的效益最优,新技术的研发、绿色能源的开发与使用能有效减少锂离子电池全生命周期中生产、使用、回收等阶段的碳足迹。最后,对影响锂离子电池碳足迹的多个因素进行了展望,为锂离子电池的可持续发展与双碳目标的实现提供了依据。

关键词：双碳战略电动汽车锂离子电池全生命周期评价碳足迹分析

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