催化反应器工程

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陈诵英,孙彦平 著
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出版社: 化学工业出版社
ISBN:9787122103284
版次:1
商品编码:10614452
包装:平装
开本:小16开
出版时间:2011-06-01
用纸:胶版纸
页数:360

具体描述

内容简介

  催化在绿色化学和低碳经济的发展中起着很重要的作用,而催化反应工程则对节能降耗减排作出直接的贡献。本书作为《催化反应工程基础》一书的后续部分,介绍了催化反应器工程、结构催化剂和结构反应器、蜂窝独居石催化剂和反应器、酶和生物催化动力学及其反应器、电催化和光催化动力学分析和反应器等内容。
  全书共分6章,分别讨论了工业主要气固两相催化反应器的模型和重要设计参数以及相关的设计问题;气液固三相催化反应器内的流体力学传质传热实验关联、反应器模型以及重要设计参数和设计方法;结构催化剂和结构催化反应器蜂窝独居石(陶瓷基和金属基)催化剂和反应器的结构、性质、特点、制备技术,以及它们的重要工业应用——汽车尾气催化转化器和烟道气脱除污染气体;酶和生物催化反应动力学及其反应器设计;电催化过程动力学和光催化过程动力学以及它们实际应用中的反应器。
  该书力求详细介绍催化反应器工程的重要内容,为使读者易于掌握和实际应用,收集了大量实际例子。用较大的篇幅介绍催化反应工程中快速发展的新领域,特别是结构催化剂和结构反应器的重点——蜂窝独居石催化剂和反应器,以及酶和生物催化动力学与反应器和电、光催化反应的特殊动力学处理。因此本书可以作为高等学校化学和化工及相关专业高年级本科生、研究生和教师的重要参考书,也是在相关企业从事工业催化反应过程研究开发和设计的科技人员和操作管理人员的重要参考书。

目录

1.1 引言
1.2 绝热固定床催化反应器
1.2.1 反应器模型
1.2.2 模型参数的无因次化
1.2.3 绝热固定床反应器的设计数据
1.2.4 多稳态
1.2.5 设计参数和判据
1.3 自热固定床催化反应器
1.4 非等温非绝热管式催化反应器
1.4.1 模型
1.4.2 无因次参数
1.4.3 设计数据
1.5 应用实例
1.5.1 参数敏感性和飞温
1.5.2 一维、二维模型
1.5.3 设计参数
1.5.4 固定床反应器的控制
1.5.5 小结
1.6 气固流化床催化反应器中的气固流动和流区
1.6.1 引言
1.6.2 固体颗粒在床层中的流动和气固流化中的流区
1.6.3 流化床反应器气固流动和传递
1.7 气固流化床反应器模型
1.7.1 鼓泡流化床反应器模型
1.7.2 湍流流化床反应器模型
1.7.3 循环流化床反应器模型
1.8 气固流化床催化反应器设计
参考文献
2.1 引言
2.1.1 应用
2.1.2 三相催化反应器的类型
2.1.3 固定床和浆态床反应器的比较
2.1.4 操作模式
2.2 涓流床催化反应器
2.2.1 引言
2.2.2 流区分类
2.2.3 压力降
2.2.4 流体滞留量
2.2.5 气液传质
2.2.6 液固传质
2.2.7 轴向离散
2.2.8 液体分布
2.2.9 部分润湿和对反应器性能的影响
2.2.10 非等温催化反应
2.2.11 传热
2.2.12 压力对涓流床操作参数和反应器性能的影响
2.2.13 例子
2.3 鼓泡填料塔反应器
2.3.1 引言
2.3.2 流区
2.3.3 压力降
2.3.4 气体滞留和液体滞留
2.3.5 气液传质
2.3.6 液固传质
2.3.7 轴向离散
2.3.8 例子
2.4 三相流化床催化反应器
2.4.1 引言
2.4.2 液固流化床
2.4.3 流区
2.4.4 床层收缩和膨胀现象
2.4.5 气体和液体滞留
2.4.6 气泡直径
2.4.7 颗粒夹带
2.4.8 气液传质
2.4.9 液固传质
2.4.10 轴向离散
2.4.11 传热
2.5 机械搅拌浆态反应器
2.5.1 引言
2.5.2 催化剂的悬浮
2.5.3 搅拌的功率消耗
2.5.4 气体滞留
2.5.5 气泡直径
2.5.6 气液传质
2.5.7 液固传质
2.5.8 密闭搅拌反应器
2.6 鼓泡塔浆态反应器
2.6.1 引言
2.6.2 鼓泡塔浆态反应器中的流区
2.6.3 催化剂颗粒的悬浮
2.6.4 气体滞留
2.6.5 平均气泡直径
2.6.6 气液传质
2.6.7 液固传质
2.6.8 鼓泡塔中的轴向离散
2.6.9 传热
2.6.10 催化剂分离
参考文献
3.1 引言
3.1.1 多相催化反应器的结构内构件
3.1.2 反应和分离的结构内构件
3.1.3 催化结构填料的分类
3.2 结构催化剂固定床反应器中的传递现象简介
3.2.1 流区
3.2.2 压力降和液体滞留
3.2.3 气液传质和气液界面面积
3.2.4 液固传质速率
3.2.5 停留时间分布(RTD)
3.2.6 热传输
3.2.7 结构反应器模型
3.3 结构催化材料特性及其工业应用
3.3.1 蜂窝独居石:陶瓷和金属
3.3.2 开放错流结构波纹填料(OCFS)及其流体力学特性
3.3.3 闭合错流结构波纹填料(CCFS)及其流体力学特性
3.3.4 编织线结构填料及其流体力学特性
3.3.5 发泡体:金属、陶瓷和石墨基
3.3.6 不同结构填料间的比较
3.3.7 结构催化填料的工业应用
3.4 纤维(布)催化剂及其应用
3.4.1 引言
3.4.2 纤维材料和其催化剂制备
3.4.3 纤维结构的几何性质
3.4.4 纤维和布催化剂的应用
3.4.5 传质和流体力学
参考文献
4.1 引言
4.2 独居石结构
4.3 流体力学
4.3.1 流区
4.3.2 压力降
4.3.3 液体滞留
4.3.4 流体分布
4.3.5 轴向和径向离散
4.4 质量和热量传递
4.4.1 质量传递
4.4.2 热量传递
4.4.3 蜂窝独居石催化剂用于放热反应
4.5 独居石反应器
4.5.1 独居石反应器性能
4.5.2 蜂窝独居石反应器和常用反应器的比较
4.5.3 反应器模型
4.6 蜂窝独居石反应器的设计
4.6.1 引言
4.6.2 模型
4.6.3 独居石催化剂的效率因子
4.6.4 最佳几何体的选择
4.6.5 小结
4.7 蜂窝独居石及催化剂的制备
4.7.1 引言
4.7.2 挤压技术生产陶瓷蜂窝独居石
4.7.3 催化剂活性组分的加入
4.7.4 金属独居石
4.8 蜂窝独居石催化剂的应用实例
4.8.1 汽车尾气净化三效催化剂
4.8.2 三效(TWCs)催化剂:原理和操作
4.8.3 贫燃脱NOx催化剂
4.8.4 DeNOx.SCR独居石催化剂
4.8.5 在独居石SCR催化剂中化学动力学和传递过程的数学描述
4.8.6 DeNOx本征动力学参数的计算
参考文献
5.1 可溶性酶催化反应动力学
5.1.1 引言
5.1.2 Michaelis�睲enten动力学
5.1.3 酶催化反应的瞬态动力学
5.1.4 酶催化反应的阻滞
5.1.5 双或多底物酶催化反应
5.1.6 例子
5.2 固定化酶的催化反应动力学(非均相)
5.2.1 引言
5.2.2 游离酶的固定化
5.2.3 固化酶催化的反应动力学
5.2.4 有膜扩散和粒内扩散时的效率因子
5.2.5 固定化酶的活性和失活
5.3 酶催化反应器
5.3.1 均相酶催化反应器
5.3.2 非均相酶催化反应器
5.4 微生物细胞的基础知识
5.4.1 细胞的大小和形状
5.4.2 细胞的分类
5.4.3 微生物细胞的增殖和调控
5.5 细胞生长动力学
5.5.1 细胞生长的特点
5.5.2 环境对细胞生长的影响
5.5.3 细胞生长动力学模型
5.5.4 氧控制发酵�采�物反应器中的传递过程
5.6 生物催化反应器
参考文献
6.1 电催化和电极动力学
6.1.1 引言
6.1.2 电化学系统
6.1.3 电催化热力学和电极反应动力学
6.1.4 电极反应系统
6.1.5 多孔催化电极系统
6.2 燃料电池和蓄电池中的电催化
6.2.1 旁流背进式Br2/Br-多孔电极
6.2.2 DMFC.Pt�睷u阳极的宏观动力学
6.2.3 多孔电极的多尺度分析
6.2.4 锂离子蓄电池正极多尺度分析
6.3 电催化有机合成反应
6.3.1 循环流动填充床电催化有机合成反应
6.3.2 硝基苯电还原制对氨基苯酚PBEDR实例
6.3.3 填充床电极的理论
6.4 光催化反应工程及其反应器
6.4.1 引言
6.4.2 半导体光催化反应热力学
6.4.3 半导体光催化反应动力学
6.4.4 太阳能光催化水处理反应器
参考文献
《化工单元操作原理与设计》 这是一部深入探讨现代化工生产核心——化工单元操作的综合性著作。本书聚焦于将理论知识转化为实际工程设计与操作的能力,为读者提供了一个系统、严谨的学习框架。 核心内容概述: 本书以化工生产流程为导向,系统性地阐述了流体输送、传热、单元分离(如蒸馏、吸收、萃取、结晶、过滤、沉降等)、气体吸附、催化反应器(注:虽然本书涉及催化反应器,但重点不在于其本身作为独立学科的深入研究,而是将其作为实现特定分离或转化的单元操作来讲解)等关键化工单元操作的物理原理、工程计算方法以及设备选型与设计原则。 第一部分:流体流动与输送 流体性质与流动规律: 详细介绍了牛顿流体与非牛顿流体的特性,如密度、粘度、表面张力等。深入分析了层流与紊流的判据(雷诺数),以及在管道、非圆截面和填充床中的流体流动阻力计算。 流体输送设备: 重点阐述了泵(离心泵、往复泵、螺杆泵等)和压缩机(离心式、轴流式、往复式)的工作原理、性能参数、选型依据及操作要点。对管道设计、管件损耗计算以及液压损失的降低措施进行了详细讨论。 第二部分:传热操作 传热基本原理: 全面回顾了热传导、对流和辐射三种基本传热机理,并重点讲解了传热系数、传热温差等核心概念。 热交换器设计与应用: 深入分析了各种类型热交换器的结构、工作原理和传热计算方法,包括管壳式、板式、空气冷却器等。强调了热量衡算、传热量计算以及设备尺寸确定的方法,并讨论了换热效率的优化和节能设计。 第三部分:单元分离操作 气液分离: 蒸馏: 详细介绍了简易蒸馏、分馏(精馏)的基本原理,包括相平衡关系、塔板效率、理论塔板数计算。重点阐述了连续精馏塔、间歇精馏塔的设计方法,以及回流比、进料位置等操作参数的影响。 吸收: 阐述了吸收过程中的传质机理,包括吸收系数、传质推动力。讲解了吸收塔(填料塔、板式塔)的设计,包括塔高计算(吸收单元数法、传质单元数法)和塔径确定。 液液分离: 萃取: 详细介绍了液液萃取的原理、相平衡图的应用,以及连续逆流萃取的操作。重点讲解了萃取塔(如筛板塔、喷雾塔、填料塔)的设计计算。 固液分离: 结晶: 介绍了结晶过程中的成核与生长机理,以及过饱和度的形成。重点讲解了不同类型结晶器(如冷却结晶器、蒸发结晶器、溶剂结晶器)的设计与操作。 过滤: 深入分析了过滤操作的原理,包括恒压过滤与恒速过滤。重点讲解了过滤设备的选型(如板框压滤机、带式过滤机、离心过滤机)以及过滤周期的计算。 沉降与离心分离: 阐述了重力沉降与离心沉降的基本原理,介绍了沉降槽、旋风分离器、离心机的结构与设计要点。 气固分离: 吸附: 详细介绍了吸附平衡、动力学及其在气体净化中的应用。重点讲解了吸附剂的选择、吸附塔的设计与再生方法。 第四部分:多相反应工程基础(作为单元操作的实现) 催化反应器基本概念: 简要介绍多相催化反应的特点,包括催化剂的作用、反应速率与传质传热的耦合。 固定床反应器: 详细介绍固定床反应器的结构、操作模式(如全混流、平推流),以及其设计考虑因素,包括床层压降、催化剂寿命与再生(此处将催化反应器作为一种实现反应单元操作的设备来讲解,而非深入探讨催化剂本身或反应动力学的复杂模型)。 本书的特点: 理论与实践相结合: 每一章都紧密联系实际工程问题,通过丰富的算例展示如何应用理论知识解决工程难题。 系统性与全面性: 涵盖了绝大多数基础化工单元操作,为读者构建了一个完整的知识体系。 注重工程设计: 强调设备选型、尺寸计算、操作优化等工程实践环节,培养读者的工程设计能力。 清晰的逻辑结构: 内容组织严谨,层层递进,易于理解和学习。 目标读者: 本书适用于化学工程、化工设备与自动化、应用化学等相关专业的本科生、研究生,以及从事化工工艺设计、设备选型、生产操作和技术改进的工程师。它将是您理解和掌握化工生产核心技术的宝贵参考。

用户评价

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这本书的语言风格非常严谨而又清晰,即使面对一些复杂的科学概念,作者也能用准确的语言进行阐释,让读者能够轻松地理解。我特别欣赏书中对于“催化剂选择性”的讨论。作者深入分析了影响催化剂选择性的微观因素,如活性位点的几何构型、电子性质,以及宏观因素,如反应物在催化剂表面的扩散与吸附行为。通过不同模型和实验数据的对比,让读者清晰地认识到,提高反应选择性不仅是催化剂材料本身的问题,也与反应器设计和操作条件息息相关。书中还提供了一些关于如何通过调整反应器结构,如引入催化剂分离模块或改变流场分布,来优化反应选择性的案例。这种跨学科的视角,让我对催化反应器的整体设计有了更深的理解。

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在我看来,这本书最显著的优点在于它能够激发读者的思考,并引导读者将所学知识应用于解决实际问题。作者在讲解过程中,经常抛出一些开放性的问题,鼓励读者去探索不同的可能性。例如,在讨论催化剂失活原因时,书中不仅列举了碳沉积、烧结、中毒等常见原因,还引导读者思考如何通过调整操作条件、改进催化剂载体或添加剂来延缓失活过程,甚至恢复催化剂活性。这一点让我觉得这本书不是一本死板的教材,而更像是一位经验丰富的导师,与读者进行着一场深入的学术交流。此外,书中对于模拟软件的应用也进行了介绍,并提供了一些基础的算例,这对于当前普遍采用数值模拟来优化反应器设计的趋势来说,是非常及时和有价值的。它让我明白,理论知识与先进工具的结合,是催化反应器工程领域不可或缺的一部分。

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我对这本书的评价,可以用“惊喜不断”来形容。每一次翻阅,都能发现新的亮点。例如,在关于“反应器稳定性分析”的部分,作者详细阐述了热失控、动力学失控等可能导致反应器失效的机制,并提供了判断和预防这些失控现象的有效方法。这部分内容对于确保生产安全至关重要。此外,书中还对一些新兴的催化反应器技术进行了介绍,例如等离子体催化反应器、微波辅助反应器等,这让我看到了催化反应器工程领域的未来发展趋势。作者在介绍这些新技术时,并没有停留在概念层面,而是深入分析了其工作原理、潜在优势以及面临的挑战,为读者提供了一个全面而深刻的视角。总而言之,这本书是一部既有深度又有广度的著作,能够满足不同领域读者的需求。

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这本书的知识密度非常高,但作者的处理方式却十分巧妙,使得阅读体验并不过于枯燥。他善于运用图表、示意图和流程图来辅助说明复杂的概念,让抽象的化学过程和工程原理变得直观易懂。我印象特别深刻的是书中关于“反应器安全”的部分,作者从设计、操作到维护,全方位地阐述了催化反应器可能存在的安全隐患,并提供了详细的风险评估和控制措施。这对于在实际生产环境中工作的工程师来说,无疑是极其宝贵的参考。书中还探讨了催化反应器在绿色化学和可持续发展中的作用,例如如何设计更环保的催化剂和反应工艺,如何减少废弃物排放等,这些内容体现了作者对行业发展趋势的深刻洞察。阅读这本书,我不仅学到了硬核的工程技术知识,也对催化反应器在推动社会进步中的重要意义有了更深的认识。

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这本书最大的魅力在于它的“实用性”。作者在撰写过程中,显然是站在一个工程师的立场上,充分考虑了实际工程应用中的各种约束和挑战。书中提供的各种计算方法和设计准则,都经过了作者的提炼和优化,可以直接应用于实际的设计和优化工作中。例如,在讲解流化床反应器设计时,作者不仅给出了流化速度、床层高度等关键参数的计算方法,还详细讨论了如何选择合适的颗粒形状和粒径分布,如何设计气分布器以保证良好的流化效果,以及如何解决催化剂的磨损和筛分问题。这些细节方面的讲解,对于那些需要在实际工作中独立完成反应器设计的工程师来说,无疑是雪中送炭。这本书让我觉得,我不再是孤立地学习理论,而是有了一个可以信赖的工程指南。

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我一直认为,一本优秀的专业书籍,应该能够同时满足初学者和专家的需求。而这本书,恰恰做到了这一点。对于初学者来说,它循序渐进,从基本原理讲起,逐步深入;对于有一定基础的读者,它提供了更深入的理论分析和前沿的研究动态。我尤其喜欢书中关于“催化反应器放大效应”的章节。作者详细分析了从实验室规模到工业规模放大过程中,流体力学、传质传热、催化剂床层行为等方面可能出现的非线性变化,并结合具体的工程案例,阐述了如何通过多尺度模拟和实验验证来解决这些放大难题。这种对工程实践中关键问题的深度挖掘,让我对这本书的专业性和实用性给予了高度评价。它不仅是理论知识的集合,更是工程智慧的结晶。

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这本书的结构和内容编排非常有条理,简直是一部催化反应器工程的百科全书。从最基础的反应器类型和性能指标,到复杂的反应动力学模型和传质传热理论,再到催化剂的设计与选择,以及反应器的放大与优化,几乎涵盖了催化反应器工程的方方面面。我尤其欣赏书中对于“过程强化”理念的强调,作者通过引入一些创新的反应器设计,例如微通道反应器、膜反应器等,以及集成式的反应与分离技术,为提高反应效率、降低能耗和减少环境污染指明了方向。在阅读关于放大设计的部分时,我感受到了作者在实践经验上的深厚积累。他不仅仅给出放大公式,更是详细分析了在放大过程中可能遇到的各种挑战,如传热不足、压降过大、催化剂床层流化不均等问题,并提出了相应的解决方案。这种从微观到宏观,从理论到实践的系统性讲解,让我对催化反应器的设计与操作有了更全面、更深入的理解。

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在我看来,这本书是一本值得反复阅读和珍藏的经典之作。它不仅仅是一本技术手册,更是一部关于催化反应器工程的哲学思考。作者在书中反复强调“系统工程”的理念,即催化反应器设计是一个涉及催化剂、反应动力学、传质传热、流体力学、设备制造以及安全环保等多个环节相互关联、相互制约的复杂系统。他通过对不同环节的深入剖析,引导读者从全局的角度看待问题,并寻求最优的解决方案。书中最后一部分关于“绿色催化反应器工程”的讨论,让我看到了作者对未来发展的深刻思考。他不仅关注效率和经济性,更将可持续发展的理念融入到催化反应器的设计与应用中。这本书让我受益匪浅,也为我未来的学习和工作指明了方向。

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我一直对催化反应器在工业生产中的实际应用充满好奇,而这本书的出现,无疑满足了我的这一期待。它不仅仅是理论的堆砌,更像是将无数的工业案例和前沿研究成果巧妙地融入其中,让我仿佛置身于一个繁忙的化工生产车间。书中对各种类型的催化反应器,例如固定床、流化床、移动床等等,进行了详尽的介绍,并且详细分析了它们各自的优缺点、适用工况以及在不同工业领域(如石油化工、精细化工、环保工程等)的应用实例。我特别被书中关于多相反应动力学部分的讲解所打动,作者用非常清晰的逻辑,一步步推导出反应速率方程,并着重讨论了外部扩散、内部扩散以及表面化学反应对总反应速率的耦合影响。他对于如何通过实验手段来区分这些传质和反应步骤的主导性,提供了非常实用的方法论。读到这里,我深刻体会到,理解反应器内部发生的一切,是实现高效生产和优化工艺的关键。这本书的案例分析,让我看到了理论知识如何在实践中落地生根,并且解决实际生产中的瓶颈问题。

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这本书真的让我对催化反应器的世界有了全新的认识。刚开始翻开的时候,我被它严谨的学术风格和深入的理论分析所吸引。作者并没有简单罗列公式和模型,而是非常注重解释这些工具背后的物理和化学意义。比如,在介绍传质传热理论的时候,书中用了一系列精心设计的例子,将抽象的概念变得生动形象,让我这种对这方面理论基础不算特别扎实的读者也能快速理解。我尤其喜欢其中关于反应器内部流场模拟的部分,作者详细阐述了不同流体力学模型(如欧拉-欧拉模型、欧拉-欧拉混合模型等)的适用范围和优缺点,并通过对比模拟结果和实验数据,直观地展示了模型选择对预测精度的影响。此外,书中还深入探讨了催化剂颗粒床的非均一性问题,包括孔隙结构、活性分布等对反应速率和选择性的影响,这部分内容让我受益匪浅,也为我后续在实际工作中优化催化剂设计提供了重要的理论指导。总的来说,这本书不仅在理论深度上达到了很高的水平,而且在知识的传达方式上也非常有技巧,让复杂的科学问题变得易于理解和接受。

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内容丰富、包含典型催化反应器、又介绍一些新型催化反应器

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不错的参考书,质量不错。

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专业书籍,值得推荐购买

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正版图书,满意!以后再来!

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内容丰富、包含典型催化反应器、又介绍一些新型催化反应器

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正版图书,满意!以后再来!

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这是一本介绍反应器的书,内容详尽,用处很大

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内容丰富、包含典型催化反应器、又介绍一些新型催化反应器

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非常的好,非常满意 。

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