化学工程手册 第24篇 化学反应工程pdf电子书版本下载

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目录 1

24.1 总述 1

24.1.1 化学反应工程和反应器的设计 1

24.1.2 化学反应器的基本类别 1

24.1.3 传递现象和反应动力学 2

24.1.4 反应器设计的基本方法 3

参考文献 4

24.2 化工反应动力学 5

24.2.1 反应速度的定义 5

24.2.2 均相反应动力学 5

（1）反应速度理论简述 5

（2）单一反应 7

（3）复杂反应 9

（4）链锁反应 9

（5）聚合反应 12

（6）动力学方程和参数的确定 23

24.2.3 气－固催化反应动力学 23

（1）吸附 23

（2）反应速率式 23

（3）外扩散及总括速率 30

（4）内扩散 31

（5）催化剂的失活 43

24.2.4 气－固相非催化反应动力学 44

（6）实验方法及数据处理 44

（1）缩核模型 45

（2）缩粒模型 46

24.2.5 气－液相反应动力学 47

（1）相间传质理论简述 47

（2）反应速度式 48

（3）实验测定方法 53

（4）动力学特性与反应器型式的选定 53

24.2.6 其它多相反应的动力学 53

（1）液－液相反应 53

（2）气－液－固相反应 54

参考文献 59

24.3 理想流动的反应器 60

24.3.1 平推（柱塞）流式反应器（PFR） 60

（1）等温等容的情况 60

（2）等温变容的情况 60

24.3.2 连续流动搅拌（全混）式反应器（CSTR） 62

（1）单釜 62

（2）多釜串联 62

24.3.3 循环反应器 64

24.3.4 组合式反应器 66

24.3.5 半连续（或半分批）操作的反应器 66

（2）平推流式反应器 67

（1）分批式反应器 67

24.3.6 非等温反应器的计算 67

（3）连续流通的全混流反应器 68

（4）非等温操作的图解法 69

24.3.7 全混釜的热稳定性 69

24.3.8 反应器型式与操作条件的评选 71

（1）单一反应 71

（2）复合反应 74

24.3.9 反应器中的搅拌 77

（1）搅拌器 77

（2）搅拌功率 83

（3）搅拌釜中的传热 86

参考文献 90

（4）放大准则 90

24.4 非理想流动 91

24.4.1 停留时间分布 91

24.4.2 流动模型 94

（1）分散模型 94

（2）多釜串联模型 103

（3）速度分布（对流）模型 105

（4）组合模型 109

24.4.3 流体的混合态及其对反应的影响 113

参考文献 115

（1）固体粒子和床层空隙率 116

24.5.1 流体的流动和压降 116

24.5 固定床反应器 116

（2）床层压降 117

24.5.2 固定床中的传质和传热 118

（1）粒子与流体间的传质 118

（2）粒子与流体间的传热 120

（3）粒子与流体间的浓度梯度和温度梯度 120

（4）固定床的有效导热系数 120

（5）固定床与器壁间的传热膜系数hw及ho 123

24.5.3 薄层催化剂的反应器计算 125

24.5.4 等温床的计算 125

24.5.5 绝热床的计算 126

24.5.6 自己换热式反应器的计算 129

24.5.7 拟均相二维模型 130

（1）基础方程组 130

（2）基础方程组的解法 131

24.5.8 非均相模型 133

（1）粒子与流体间有梯度的一维模型 133

（2）粒内及粒子与流体间均有梯度的一维模型 133

（3）非均相二维模型 134

24.5.9 模型的选用和参数的影响 135

（1）从床层径向温度梯度进行的判别 135

（2）从床层稳定性进行的判别 136

参考文献 137

（3）参数的效应 137

24.6 流化床反应器 138

24.6.1 概述 138

24.6.2 流化床的流体力学行为 139

（1）粒子的流态化性能 139

（2）几个特征速度 140

（3）床层的膨胀 142

（4）气体分布器 144

（5）气泡 146

（6）乳相的动态 150

（7）内部构件的影响 150

（9）沉降分离高度与粒子浓度分布 151

（8）夹带与扬析 151

（10）粒子的捕集 153

24.6.3 流化床中的传热 160

（1）床层与外壁间的给热 160

（2）床层与浸没表面间的给热 161

（3）最大给热系数 165

（4）粒子与流体间的给热 165

24.6.4 流化床中的传质 166

（1）粒子与流体间的传质 166

（2）床层与壁或浸没物体间的传质 166

（3）相间的传质 167

（1）概述 168

24.6.5 流化床反应器的数学模型 168

（2）气泡两相模型 169

（3）鼓泡床模型 170

（4）气泡集团模型 170

（5）四区模型 172

（6）自由空间模型 174

参考文献 174

24.7.1 结构型式及其选择 174

24.7 气－液相反应器 176

（1）鼓泡流型 177

（2）分布器的开孔率 177

24.7.2 气－液反应器中的传递过程 177

（3）气泡尺寸 178

（4）气含率 178

（5）比表面积 183

（6）传质系数 183

（7）扩散系数 188

（8）气体的溶解度 188

（9）鼓泡液中的传热 190

24.7.3 气－液鼓泡系统的返混与流动模型 194

（1）微分型模型 194

（2）阶梯型模型 196

（3）流动模型参数的求得 197

24.7.4 鼓泡反应器的设计计算 203

24.7.5 气－液相生物化学反应器 210

（1）生化反应动力学的特征 210

（2）氧的传质 211

（3）动量传递 212

（4）传热问题 212

（5）生化反应器的混和与流动型态 212

参考文献 213

24.8 其它的多相流反应器 215

24.8.1 液－液相反应器 215

（1）分批操作 215

（4）并流塔式操作 216

（3）逆流操作的连续搅拌釜系统 216

（2）并流连续搅拌釜 216

（5）逆流塔式操作 218

（6）有传质阻力时的情况 218

（7）液－液相反应器的放大 219

24.8.2 滴流床（或称涓流床） 220

（1）宏观动力学 220

（2）流体力学的情况 220

（3）传质系数 223

（4）数学模型 225

24.8.3 三相流化床 227

（3）床层的膨胀或收缩 228

（1）起始流化液速 228

（2）气泡 228

（4）各相的存留率 229

（5）压降 229

（6）分散系数 230

（7）气－液传质系数与给热系数 230

24.8.4 浆料反应器 231

参考文献 232

24.9 反应装置的最优化 233

24.9.1 反应装置的稳定性与参数敏感性 233

（1）微分法 235

24.9.2 反应装置的最优化 235

（2）拉格朗日乘子法 236

（3）迭代法（爬山法） 237

（4）线性规划法 237

（5）变分法 238

（6）动态规划法 238

（7）最大（小）值原理法 239

参考文献 241

24.10 反应技术的开发 243

24.10.1 反应技术开发的方法 243

24.10.2 技术开发各阶段的任务 245

附录 MKS制和SI制的换算表 246