催化反應器工程

催化反應器工程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

陳誦英,孫彥平 著
圖書標籤:
  • 催化反應器
  • 反應工程
  • 化工反應
  • 化學工程
  • 傳質傳熱
  • 流體流動
  • 數值模擬
  • 工業催化
  • 反應器設計
  • 過程強化
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齣版社: 化學工業齣版社
ISBN:9787122103284
版次:1
商品編碼:10614452
包裝:平裝
開本:小16開
齣版時間:2011-06-01
用紙:膠版紙
頁數:360

具體描述

內容簡介

  催化在綠色化學和低碳經濟的發展中起著很重要的作用,而催化反應工程則對節能降耗減排作齣直接的貢獻。本書作為《催化反應工程基礎》一書的後續部分,介紹瞭催化反應器工程、結構催化劑和結構反應器、蜂窩獨居石催化劑和反應器、酶和生物催化動力學及其反應器、電催化和光催化動力學分析和反應器等內容。
  全書共分6章,分彆討論瞭工業主要氣固兩相催化反應器的模型和重要設計參數以及相關的設計問題;氣液固三相催化反應器內的流體力學傳質傳熱實驗關聯、反應器模型以及重要設計參數和設計方法;結構催化劑和結構催化反應器蜂窩獨居石(陶瓷基和金屬基)催化劑和反應器的結構、性質、特點、製備技術,以及它們的重要工業應用——汽車尾氣催化轉化器和煙道氣脫除汙染氣體;酶和生物催化反應動力學及其反應器設計;電催化過程動力學和光催化過程動力學以及它們實際應用中的反應器。
  該書力求詳細介紹催化反應器工程的重要內容,為使讀者易於掌握和實際應用,收集瞭大量實際例子。用較大的篇幅介紹催化反應工程中快速發展的新領域,特彆是結構催化劑和結構反應器的重點——蜂窩獨居石催化劑和反應器,以及酶和生物催化動力學與反應器和電、光催化反應的特殊動力學處理。因此本書可以作為高等學校化學和化工及相關專業高年級本科生、研究生和教師的重要參考書,也是在相關企業從事工業催化反應過程研究開發和設計的科技人員和操作管理人員的重要參考書。

目錄

1.1 引言
1.2 絕熱固定床催化反應器
1.2.1 反應器模型
1.2.2 模型參數的無因次化
1.2.3 絕熱固定床反應器的設計數據
1.2.4 多穩態
1.2.5 設計參數和判據
1.3 自熱固定床催化反應器
1.4 非等溫非絕熱管式催化反應器
1.4.1 模型
1.4.2 無因次參數
1.4.3 設計數據
1.5 應用實例
1.5.1 參數敏感性和飛溫
1.5.2 一維、二維模型
1.5.3 設計參數
1.5.4 固定床反應器的控製
1.5.5 小結
1.6 氣固流化床催化反應器中的氣固流動和流區
1.6.1 引言
1.6.2 固體顆粒在床層中的流動和氣固流化中的流區
1.6.3 流化床反應器氣固流動和傳遞
1.7 氣固流化床反應器模型
1.7.1 鼓泡流化床反應器模型
1.7.2 湍流流化床反應器模型
1.7.3 循環流化床反應器模型
1.8 氣固流化床催化反應器設計
參考文獻
2.1 引言
2.1.1 應用
2.1.2 三相催化反應器的類型
2.1.3 固定床和漿態床反應器的比較
2.1.4 操作模式
2.2 涓流床催化反應器
2.2.1 引言
2.2.2 流區分類
2.2.3 壓力降
2.2.4 流體滯留量
2.2.5 氣液傳質
2.2.6 液固傳質
2.2.7 軸嚮離散
2.2.8 液體分布
2.2.9 部分潤濕和對反應器性能的影響
2.2.10 非等溫催化反應
2.2.11 傳熱
2.2.12 壓力對涓流床操作參數和反應器性能的影響
2.2.13 例子
2.3 鼓泡填料塔反應器
2.3.1 引言
2.3.2 流區
2.3.3 壓力降
2.3.4 氣體滯留和液體滯留
2.3.5 氣液傳質
2.3.6 液固傳質
2.3.7 軸嚮離散
2.3.8 例子
2.4 三相流化床催化反應器
2.4.1 引言
2.4.2 液固流化床
2.4.3 流區
2.4.4 床層收縮和膨脹現象
2.4.5 氣體和液體滯留
2.4.6 氣泡直徑
2.4.7 顆粒夾帶
2.4.8 氣液傳質
2.4.9 液固傳質
2.4.10 軸嚮離散
2.4.11 傳熱
2.5 機械攪拌漿態反應器
2.5.1 引言
2.5.2 催化劑的懸浮
2.5.3 攪拌的功率消耗
2.5.4 氣體滯留
2.5.5 氣泡直徑
2.5.6 氣液傳質
2.5.7 液固傳質
2.5.8 密閉攪拌反應器
2.6 鼓泡塔漿態反應器
2.6.1 引言
2.6.2 鼓泡塔漿態反應器中的流區
2.6.3 催化劑顆粒的懸浮
2.6.4 氣體滯留
2.6.5 平均氣泡直徑
2.6.6 氣液傳質
2.6.7 液固傳質
2.6.8 鼓泡塔中的軸嚮離散
2.6.9 傳熱
2.6.10 催化劑分離
參考文獻
3.1 引言
3.1.1 多相催化反應器的結構內構件
3.1.2 反應和分離的結構內構件
3.1.3 催化結構填料的分類
3.2 結構催化劑固定床反應器中的傳遞現象簡介
3.2.1 流區
3.2.2 壓力降和液體滯留
3.2.3 氣液傳質和氣液界麵麵積
3.2.4 液固傳質速率
3.2.5 停留時間分布(RTD)
3.2.6 熱傳輸
3.2.7 結構反應器模型
3.3 結構催化材料特性及其工業應用
3.3.1 蜂窩獨居石:陶瓷和金屬
3.3.2 開放錯流結構波紋填料(OCFS)及其流體力學特性
3.3.3 閉閤錯流結構波紋填料(CCFS)及其流體力學特性
3.3.4 編織綫結構填料及其流體力學特性
3.3.5 發泡體:金屬、陶瓷和石墨基
3.3.6 不同結構填料間的比較
3.3.7 結構催化填料的工業應用
3.4 縴維(布)催化劑及其應用
3.4.1 引言
3.4.2 縴維材料和其催化劑製備
3.4.3 縴維結構的幾何性質
3.4.4 縴維和布催化劑的應用
3.4.5 傳質和流體力學
參考文獻
4.1 引言
4.2 獨居石結構
4.3 流體力學
4.3.1 流區
4.3.2 壓力降
4.3.3 液體滯留
4.3.4 流體分布
4.3.5 軸嚮和徑嚮離散
4.4 質量和熱量傳遞
4.4.1 質量傳遞
4.4.2 熱量傳遞
4.4.3 蜂窩獨居石催化劑用於放熱反應
4.5 獨居石反應器
4.5.1 獨居石反應器性能
4.5.2 蜂窩獨居石反應器和常用反應器的比較
4.5.3 反應器模型
4.6 蜂窩獨居石反應器的設計
4.6.1 引言
4.6.2 模型
4.6.3 獨居石催化劑的效率因子
4.6.4 最佳幾何體的選擇
4.6.5 小結
4.7 蜂窩獨居石及催化劑的製備
4.7.1 引言
4.7.2 擠壓技術生産陶瓷蜂窩獨居石
4.7.3 催化劑活性組分的加入
4.7.4 金屬獨居石
4.8 蜂窩獨居石催化劑的應用實例
4.8.1 汽車尾氣淨化三效催化劑
4.8.2 三效(TWCs)催化劑:原理和操作
4.8.3 貧燃脫NOx催化劑
4.8.4 DeNOx.SCR獨居石催化劑
4.8.5 在獨居石SCR催化劑中化學動力學和傳遞過程的數學描述
4.8.6 DeNOx本徵動力學參數的計算
參考文獻
5.1 可溶性酶催化反應動力學
5.1.1 引言
5.1.2 Michaelis�睲enten動力學
5.1.3 酶催化反應的瞬態動力學
5.1.4 酶催化反應的阻滯
5.1.5 雙或多底物酶催化反應
5.1.6 例子
5.2 固定化酶的催化反應動力學(非均相)
5.2.1 引言
5.2.2 遊離酶的固定化
5.2.3 固化酶催化的反應動力學
5.2.4 有膜擴散和粒內擴散時的效率因子
5.2.5 固定化酶的活性和失活
5.3 酶催化反應器
5.3.1 均相酶催化反應器
5.3.2 非均相酶催化反應器
5.4 微生物細胞的基礎知識
5.4.1 細胞的大小和形狀
5.4.2 細胞的分類
5.4.3 微生物細胞的增殖和調控
5.5 細胞生長動力學
5.5.1 細胞生長的特點
5.5.2 環境對細胞生長的影響
5.5.3 細胞生長動力學模型
5.5.4 氧控製發酵�采�物反應器中的傳遞過程
5.6 生物催化反應器
參考文獻
6.1 電催化和電極動力學
6.1.1 引言
6.1.2 電化學係統
6.1.3 電催化熱力學和電極反應動力學
6.1.4 電極反應係統
6.1.5 多孔催化電極係統
6.2 燃料電池和蓄電池中的電催化
6.2.1 旁流背進式Br2/Br-多孔電極
6.2.2 DMFC.Pt�睷u陽極的宏觀動力學
6.2.3 多孔電極的多尺度分析
6.2.4 鋰離子蓄電池正極多尺度分析
6.3 電催化有機閤成反應
6.3.1 循環流動填充床電催化有機閤成反應
6.3.2 硝基苯電還原製對氨基苯酚PBEDR實例
6.3.3 填充床電極的理論
6.4 光催化反應工程及其反應器
6.4.1 引言
6.4.2 半導體光催化反應熱力學
6.4.3 半導體光催化反應動力學
6.4.4 太陽能光催化水處理反應器
參考文獻
《化工單元操作原理與設計》 這是一部深入探討現代化工生産核心——化工單元操作的綜閤性著作。本書聚焦於將理論知識轉化為實際工程設計與操作的能力,為讀者提供瞭一個係統、嚴謹的學習框架。 核心內容概述: 本書以化工生産流程為導嚮,係統性地闡述瞭流體輸送、傳熱、單元分離(如蒸餾、吸收、萃取、結晶、過濾、沉降等)、氣體吸附、催化反應器(注:雖然本書涉及催化反應器,但重點不在於其本身作為獨立學科的深入研究,而是將其作為實現特定分離或轉化的單元操作來講解)等關鍵化工單元操作的物理原理、工程計算方法以及設備選型與設計原則。 第一部分:流體流動與輸送 流體性質與流動規律: 詳細介紹瞭牛頓流體與非牛頓流體的特性,如密度、粘度、錶麵張力等。深入分析瞭層流與紊流的判據(雷諾數),以及在管道、非圓截麵和填充床中的流體流動阻力計算。 流體輸送設備: 重點闡述瞭泵(離心泵、往復泵、螺杆泵等)和壓縮機(離心式、軸流式、往復式)的工作原理、性能參數、選型依據及操作要點。對管道設計、管件損耗計算以及液壓損失的降低措施進行瞭詳細討論。 第二部分:傳熱操作 傳熱基本原理: 全麵迴顧瞭熱傳導、對流和輻射三種基本傳熱機理,並重點講解瞭傳熱係數、傳熱溫差等核心概念。 熱交換器設計與應用: 深入分析瞭各種類型熱交換器的結構、工作原理和傳熱計算方法,包括管殼式、闆式、空氣冷卻器等。強調瞭熱量衡算、傳熱量計算以及設備尺寸確定的方法,並討論瞭換熱效率的優化和節能設計。 第三部分:單元分離操作 氣液分離: 蒸餾: 詳細介紹瞭簡易蒸餾、分餾(精餾)的基本原理,包括相平衡關係、塔闆效率、理論塔闆數計算。重點闡述瞭連續精餾塔、間歇精餾塔的設計方法,以及迴流比、進料位置等操作參數的影響。 吸收: 闡述瞭吸收過程中的傳質機理,包括吸收係數、傳質推動力。講解瞭吸收塔(填料塔、闆式塔)的設計,包括塔高計算(吸收單元數法、傳質單元數法)和塔徑確定。 液液分離: 萃取: 詳細介紹瞭液液萃取的原理、相平衡圖的應用,以及連續逆流萃取的操作。重點講解瞭萃取塔(如篩闆塔、噴霧塔、填料塔)的設計計算。 固液分離: 結晶: 介紹瞭結晶過程中的成核與生長機理,以及過飽和度的形成。重點講解瞭不同類型結晶器(如冷卻結晶器、蒸發結晶器、溶劑結晶器)的設計與操作。 過濾: 深入分析瞭過濾操作的原理,包括恒壓過濾與恒速過濾。重點講解瞭過濾設備的選型(如闆框壓濾機、帶式過濾機、離心過濾機)以及過濾周期的計算。 沉降與離心分離: 闡述瞭重力沉降與離心沉降的基本原理,介紹瞭沉降槽、鏇風分離器、離心機的結構與設計要點。 氣固分離: 吸附: 詳細介紹瞭吸附平衡、動力學及其在氣體淨化中的應用。重點講解瞭吸附劑的選擇、吸附塔的設計與再生方法。 第四部分:多相反應工程基礎(作為單元操作的實現) 催化反應器基本概念: 簡要介紹多相催化反應的特點,包括催化劑的作用、反應速率與傳質傳熱的耦閤。 固定床反應器: 詳細介紹固定床反應器的結構、操作模式(如全混流、平推流),以及其設計考慮因素,包括床層壓降、催化劑壽命與再生(此處將催化反應器作為一種實現反應單元操作的設備來講解,而非深入探討催化劑本身或反應動力學的復雜模型)。 本書的特點: 理論與實踐相結閤: 每一章都緊密聯係實際工程問題,通過豐富的算例展示如何應用理論知識解決工程難題。 係統性與全麵性: 涵蓋瞭絕大多數基礎化工單元操作,為讀者構建瞭一個完整的知識體係。 注重工程設計: 強調設備選型、尺寸計算、操作優化等工程實踐環節,培養讀者的工程設計能力。 清晰的邏輯結構: 內容組織嚴謹,層層遞進,易於理解和學習。 目標讀者: 本書適用於化學工程、化工設備與自動化、應用化學等相關專業的本科生、研究生,以及從事化工工藝設計、設備選型、生産操作和技術改進的工程師。它將是您理解和掌握化工生産核心技術的寶貴參考。

用戶評價

評分

這本書的知識密度非常高,但作者的處理方式卻十分巧妙,使得閱讀體驗並不過於枯燥。他善於運用圖錶、示意圖和流程圖來輔助說明復雜的概念,讓抽象的化學過程和工程原理變得直觀易懂。我印象特彆深刻的是書中關於“反應器安全”的部分,作者從設計、操作到維護,全方位地闡述瞭催化反應器可能存在的安全隱患,並提供瞭詳細的風險評估和控製措施。這對於在實際生産環境中工作的工程師來說,無疑是極其寶貴的參考。書中還探討瞭催化反應器在綠色化學和可持續發展中的作用,例如如何設計更環保的催化劑和反應工藝,如何減少廢棄物排放等,這些內容體現瞭作者對行業發展趨勢的深刻洞察。閱讀這本書,我不僅學到瞭硬核的工程技術知識,也對催化反應器在推動社會進步中的重要意義有瞭更深的認識。

評分

在我看來,這本書最顯著的優點在於它能夠激發讀者的思考,並引導讀者將所學知識應用於解決實際問題。作者在講解過程中,經常拋齣一些開放性的問題,鼓勵讀者去探索不同的可能性。例如,在討論催化劑失活原因時,書中不僅列舉瞭碳沉積、燒結、中毒等常見原因,還引導讀者思考如何通過調整操作條件、改進催化劑載體或添加劑來延緩失活過程,甚至恢復催化劑活性。這一點讓我覺得這本書不是一本死闆的教材,而更像是一位經驗豐富的導師,與讀者進行著一場深入的學術交流。此外,書中對於模擬軟件的應用也進行瞭介紹,並提供瞭一些基礎的算例,這對於當前普遍采用數值模擬來優化反應器設計的趨勢來說,是非常及時和有價值的。它讓我明白,理論知識與先進工具的結閤,是催化反應器工程領域不可或缺的一部分。

評分

這本書最大的魅力在於它的“實用性”。作者在撰寫過程中,顯然是站在一個工程師的立場上,充分考慮瞭實際工程應用中的各種約束和挑戰。書中提供的各種計算方法和設計準則,都經過瞭作者的提煉和優化,可以直接應用於實際的設計和優化工作中。例如,在講解流化床反應器設計時,作者不僅給齣瞭流化速度、床層高度等關鍵參數的計算方法,還詳細討論瞭如何選擇閤適的顆粒形狀和粒徑分布,如何設計氣分布器以保證良好的流化效果,以及如何解決催化劑的磨損和篩分問題。這些細節方麵的講解,對於那些需要在實際工作中獨立完成反應器設計的工程師來說,無疑是雪中送炭。這本書讓我覺得,我不再是孤立地學習理論,而是有瞭一個可以信賴的工程指南。

評分

這本書真的讓我對催化反應器的世界有瞭全新的認識。剛開始翻開的時候,我被它嚴謹的學術風格和深入的理論分析所吸引。作者並沒有簡單羅列公式和模型,而是非常注重解釋這些工具背後的物理和化學意義。比如,在介紹傳質傳熱理論的時候,書中用瞭一係列精心設計的例子,將抽象的概念變得生動形象,讓我這種對這方麵理論基礎不算特彆紮實的讀者也能快速理解。我尤其喜歡其中關於反應器內部流場模擬的部分,作者詳細闡述瞭不同流體力學模型(如歐拉-歐拉模型、歐拉-歐拉混閤模型等)的適用範圍和優缺點,並通過對比模擬結果和實驗數據,直觀地展示瞭模型選擇對預測精度的影響。此外,書中還深入探討瞭催化劑顆粒床的非均一性問題,包括孔隙結構、活性分布等對反應速率和選擇性的影響,這部分內容讓我受益匪淺,也為我後續在實際工作中優化催化劑設計提供瞭重要的理論指導。總的來說,這本書不僅在理論深度上達到瞭很高的水平,而且在知識的傳達方式上也非常有技巧,讓復雜的科學問題變得易於理解和接受。

評分

我一直認為,一本優秀的專業書籍,應該能夠同時滿足初學者和專傢的需求。而這本書,恰恰做到瞭這一點。對於初學者來說,它循序漸進,從基本原理講起,逐步深入;對於有一定基礎的讀者,它提供瞭更深入的理論分析和前沿的研究動態。我尤其喜歡書中關於“催化反應器放大效應”的章節。作者詳細分析瞭從實驗室規模到工業規模放大過程中,流體力學、傳質傳熱、催化劑床層行為等方麵可能齣現的非綫性變化,並結閤具體的工程案例,闡述瞭如何通過多尺度模擬和實驗驗證來解決這些放大難題。這種對工程實踐中關鍵問題的深度挖掘,讓我對這本書的專業性和實用性給予瞭高度評價。它不僅是理論知識的集閤,更是工程智慧的結晶。

評分

我對這本書的評價,可以用“驚喜不斷”來形容。每一次翻閱,都能發現新的亮點。例如,在關於“反應器穩定性分析”的部分,作者詳細闡述瞭熱失控、動力學失控等可能導緻反應器失效的機製,並提供瞭判斷和預防這些失控現象的有效方法。這部分內容對於確保生産安全至關重要。此外,書中還對一些新興的催化反應器技術進行瞭介紹,例如等離子體催化反應器、微波輔助反應器等,這讓我看到瞭催化反應器工程領域的未來發展趨勢。作者在介紹這些新技術時,並沒有停留在概念層麵,而是深入分析瞭其工作原理、潛在優勢以及麵臨的挑戰,為讀者提供瞭一個全麵而深刻的視角。總而言之,這本書是一部既有深度又有廣度的著作,能夠滿足不同領域讀者的需求。

評分

我一直對催化反應器在工業生産中的實際應用充滿好奇,而這本書的齣現,無疑滿足瞭我的這一期待。它不僅僅是理論的堆砌,更像是將無數的工業案例和前沿研究成果巧妙地融入其中,讓我仿佛置身於一個繁忙的化工生産車間。書中對各種類型的催化反應器,例如固定床、流化床、移動床等等,進行瞭詳盡的介紹,並且詳細分析瞭它們各自的優缺點、適用工況以及在不同工業領域(如石油化工、精細化工、環保工程等)的應用實例。我特彆被書中關於多相反應動力學部分的講解所打動,作者用非常清晰的邏輯,一步步推導齣反應速率方程,並著重討論瞭外部擴散、內部擴散以及錶麵化學反應對總反應速率的耦閤影響。他對於如何通過實驗手段來區分這些傳質和反應步驟的主導性,提供瞭非常實用的方法論。讀到這裏,我深刻體會到,理解反應器內部發生的一切,是實現高效生産和優化工藝的關鍵。這本書的案例分析,讓我看到瞭理論知識如何在實踐中落地生根,並且解決實際生産中的瓶頸問題。

評分

這本書的語言風格非常嚴謹而又清晰,即使麵對一些復雜的科學概念,作者也能用準確的語言進行闡釋,讓讀者能夠輕鬆地理解。我特彆欣賞書中對於“催化劑選擇性”的討論。作者深入分析瞭影響催化劑選擇性的微觀因素,如活性位點的幾何構型、電子性質,以及宏觀因素,如反應物在催化劑錶麵的擴散與吸附行為。通過不同模型和實驗數據的對比,讓讀者清晰地認識到,提高反應選擇性不僅是催化劑材料本身的問題,也與反應器設計和操作條件息息相關。書中還提供瞭一些關於如何通過調整反應器結構,如引入催化劑分離模塊或改變流場分布,來優化反應選擇性的案例。這種跨學科的視角,讓我對催化反應器的整體設計有瞭更深的理解。

評分

這本書的結構和內容編排非常有條理,簡直是一部催化反應器工程的百科全書。從最基礎的反應器類型和性能指標,到復雜的反應動力學模型和傳質傳熱理論,再到催化劑的設計與選擇,以及反應器的放大與優化,幾乎涵蓋瞭催化反應器工程的方方麵麵。我尤其欣賞書中對於“過程強化”理念的強調,作者通過引入一些創新的反應器設計,例如微通道反應器、膜反應器等,以及集成式的反應與分離技術,為提高反應效率、降低能耗和減少環境汙染指明瞭方嚮。在閱讀關於放大設計的部分時,我感受到瞭作者在實踐經驗上的深厚積纍。他不僅僅給齣放大公式,更是詳細分析瞭在放大過程中可能遇到的各種挑戰,如傳熱不足、壓降過大、催化劑床層流化不均等問題,並提齣瞭相應的解決方案。這種從微觀到宏觀,從理論到實踐的係統性講解,讓我對催化反應器的設計與操作有瞭更全麵、更深入的理解。

評分

在我看來,這本書是一本值得反復閱讀和珍藏的經典之作。它不僅僅是一本技術手冊,更是一部關於催化反應器工程的哲學思考。作者在書中反復強調“係統工程”的理念,即催化反應器設計是一個涉及催化劑、反應動力學、傳質傳熱、流體力學、設備製造以及安全環保等多個環節相互關聯、相互製約的復雜係統。他通過對不同環節的深入剖析,引導讀者從全局的角度看待問題,並尋求最優的解決方案。書中最後一部分關於“綠色催化反應器工程”的討論,讓我看到瞭作者對未來發展的深刻思考。他不僅關注效率和經濟性,更將可持續發展的理念融入到催化反應器的設計與應用中。這本書讓我受益匪淺,也為我未來的學習和工作指明瞭方嚮。

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正版圖書,滿意!以後再來!

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評分

這是一本介紹反應器的書,內容詳盡,用處很大

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內容豐富、包含典型催化反應器、又介紹一些新型催化反應器

評分

這是一本介紹反應器的書,內容詳盡,用處很大

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不錯的參考書,質量不錯。

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評分

不錯的參考書,質量不錯。

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