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| 編輯推薦： |
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《过程设备与工业应用丛书》共6个分册，分别为：《反应过程、设备与工业应用》、《燃烧技术、设备与工业应用》、《传热技术、设备与工业应用》、《输送技术、设备与工业应用》、《分离技术、设备与工业应用》和《工业过程设备维护与检修》。本书是其中的一个分册。《反应过程、设备与工业应用》详述了各类典型的反应设备和反应器的设计、工艺特点、工业应用等基本内容。并补充介绍了各类新型反应器的设计、工作特点和工业应用等内容。本书的读者对象主要为从事各类反应设备使用和运行维护的石油、化工、生物、制药、食品、医药、环境等领域的科研人员、工程技术人员、研究设计人员和管理人员等，同时，也适合高等学校过程装备与控制工程专业、化工机械专业等相关专业的师生参考。
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| 內容簡介： |
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《反应过程、设备与工业应用》是过程设备与工业应用丛书的一个分册，本书在系统介绍化学反应基本理论的基础上，分别详细介绍了釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、固定床反应器、流化床反应器、离子交换反应器、电化学反应器、膜生物反应器以及其他一些新式化学反应器的工作特性、设计原理、工业应用及评价。《反应过程、设备与工业应用》不仅适用于石油、化工、生物、制药、食品、医药、环境、机械等专业的高等学校的教师、研究生及高年级本科生阅读，同时对相关行业的工程技术人员、研究设计人员也会有所帮助。
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| 關於作者： |
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廖传华，南京工业大学，教授，廖传华（1972），男，湖北洪湖人。浙江大学化工过程机械专业硕士，南京工业大学化学工程专业博士，教授。 主要从事本科生《过程装备成套技术》、课程设计、毕业设计等环节的教学工作，编写教材2部。2005年获江苏省普通高校优 秀教学成果一等奖。 主要从事以下方向的研究工作：（1）高浓度难降解有机废水深度治理与资源化利用：采用超临界水氧化技术对高浓度难降解工业废水和有机污泥进行深度治理，不仅满足达标排放，还能实现能源的综合利用。已发表论文10多篇，出版专著4部，申报发明专利15项（获授权3项）。研究成分果于2011年和2013年分别获中国石油和化学工业联合会技术发明三等奖和二等奖各一项。（2）天然产物有效成分的高效提取：采用超临界萃取技术对天然产物中的有效成份进行高效提取，既提高有效成分的提取率，又降低产物中的化学溶剂残留。已发表论文20多篇，出版专著5部，获授权发明专利1项。（3）超细粉体的制备：采用超临界膨胀法制备超细粉体。已发表论文多篇，出版专著1部，获授权发明专利1项。（4）热力干燥：主要从事喷雾干燥、喷雾造粒、半干法喷雾烟气脱硫等方面的研究工作，已发表论文10多篇，获授权专利1项。现为中国化工学会化学工程专业委员会干燥专业组理事、中国通用机械干燥协会技术委员会委员、中国通用机械干燥协会标准化委员会委员。（5）可再生能源与低碳技术研究：主要从事中硬质秸秆的气化、生物质超临界水部分氧化制甲烷、中高温太阳能热利用、城市型风机等方面的研究工作，已发表论文10余篇，出版专著1部，申请发明专利8项。（6）工业节水减排技术：针对高耗水行业，采用夹点技术，在对用水节点进行分析的基础上，进行工艺流程的优化与新型设备的开发，通过循环用水和废水处理再生回用而实现节约用水。研究成果获2011年江苏省水利科技优 秀成果二等奖。出版专著《工业节水案例与技术集成》获中国石油和化学工业优 秀图书二等奖。
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| 目錄：
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第1章绪论
1.1过程工业与工业化学过程001
1.1.1过程工业001
1.1.2工业化学过程002
1.2化学反应过程的基本规律004
1.3反应过程与设备的关系006
1.3.1最优化的经济目标006
1.3.2最优化的技术目标007
1.4化学反应与反应设备的分类008
1.4.1化学反应的分类008
1.4.2工业反应设备的类型009
1.5化学反应器的设计与放大012
1.5.1化学反应器的设计原则012
1.5.2工业反应器的放大013
1.6化学反应过程与设备的发展015
第2章化学反应过程基本理论
2.1化工原料资源018
2.1.1煤炭019
2.1.2石油021
2.1.3天然气023
2.1.4生物质023
2.1.5工业三废025
2.2化学反应动力学基础026
2.2.1化学反应速率026
2.2.2反应速率的影响因素027
2.2.3复杂反应的动力学表达030
2.3反应器的操作方式032
2.4反应器计算的基本方程式033
2.4.1反应动力学方程式034
2.4.2物料衡算式035
2.4.3热量衡算式035
2.5均相理想反应器036
2.5.1均相反应器的特点036
2.5.2釜式反应器的设计与操作037
2.5.3管式反应器的设计与操作043
2.6连续流动反应器的停留时间分布045
2.6.1非理想流动045
2.6.2停留时间分布函数046
2.6.3停留时间分布函数的应用048
2.7非理想流动049
2.7.1非理想流动模型050
2.7.2非理想流动对反应结果的影响053
参考文献055
第3章釜式反应器
3.1间歇操作釜式反应器工艺计算057
3.1.1反应时间057
3.1.2反应器有效体积058
3.2连续操作釜式反应器工艺计算059
3.2.1单段连续釜式反应器060
3.2.2多段连续釜式反应器060
3.3搅拌器063
3.3.1搅拌的混合机理和液体流动特性064
3.3.2常用搅拌器的类型及性能特征067
3.3.3搅拌功率072
3.4搅拌釜式反应器的传热078
3.4.1反应釜的传热装置078
3.4.2高温热源的选择080
3.5搅拌反应釜传热系数的计算082
3.5.1反应器内壁对流传热系数的计算083
3.5.2蛇管外壁对流传热系数的计算084
3.6立式搅拌反应釜的选用085
3.6.1搅拌器的选型085
3.6.2立式搅拌反应釜的选型086
3.7釜式反应器在硝基苯生产中的应用088
3.7.1生产工艺088
3.7.2硝化剂090
3.7.3硝化反应器091
3.7.4硝化反应器的放大设计092
参考文献094
第4章管式反应器
4.1管式反应器的计算基础方程式096
4.1.1计算基础方程式097
4.1.2空间速度与空间时间097
4.2液相管式反应器的设计098
4.2.1等温液相管式反应器098
4.2.2变温液相管式反应器099
4.3气相管式反应器的设计101
4.4管式反应器的数学模拟102
4.4.1管式反应器的数学模型103
4.4.2数学模型方程的求解104
4.5反应器类型和操作方式的比较104
4.5.1生产能力的比较105
4.5.2反应选择性比较107
4.5.3操作与计算最优化109
4.6管式反应器在环氧乙烷生产中的应用109
4.6.1乙烯氧化合成环氧乙烷的反应机理111
4.6.2反应过程的影响因素112
4.6.3氧化反应器的设计117
4.6.4氧化反应器的结构特点120
4.7管式反应器在聚乙烯生产中的应用121
4.7.1聚乙烯的分子结构及分类122
4.7.2聚乙烯的生产工艺123
4.7.3乙烯自由基聚合原理及动力学126
4.7.4高压管式反应器130
参考文献133
第5章塔式反应器
5.1塔式反应器的类型及构造135
5.1.1塔式反应器的分类135
5.1.2塔式反应器的一般构造136
5.1.3附属装置137
5.1.4塔类型的选择139
5.2板式塔139
5.2.1板式塔的结构140
5.2.2塔板类型140
5.2.3浮阀塔的设计计算142
5.3填料塔146
5.3.1物理吸收过程146
5.3.2化学吸收过程147
5.3.3填料塔的设计151
5.4鼓泡塔156
5.4.1鼓泡塔的操作状态156
5.4.2鼓泡塔内的流动特性157
5.4.3鼓泡塔内的传热特性161
5.4.4鼓泡塔的工业应用162
5.5塔设备设计常见错误171
5.6喷射反应器173
5.6.1喷射反应器的研究现状及进展173
5.6.2喷射反应器的应用174
参考文献177
第6章固定床反应器
6.1固定床反应器的构造179
6.2固定床反应器内的流体流动181
6.2.1催化剂颗粒直径和形状系数181
6.2.2床层空隙率182
6.2.3流体在固定床中的流动特性183
6.2.4流体流过固定床层的压力降184
6.3固定床反应器内的传热185
6.3.1床层对壁总传热系数185
6.3.2床层有效导热系数187
6.3.3表观壁膜传热系数189
6.3.4流体与催化剂颗粒间的传热系数191
6.4固定床反应器内的传质191
6.4.1流体与催化剂颗粒外表面间的传质192
6.4.2催化剂颗粒内部的传质194
6.4.3床层内的混合扩散196
6.5固定床反应器的设计197
6.5.1总反应速率方程式197
6.5.2反应器的设计199
6.6固定床反应器在合成氨生产中的应用201
6.6.1一氧化碳变换的基本原理202
6.6.2一氧化碳变换的工艺过程206
6.6.3变换反应器207
6.6.4变换反应器的新发展210
6.7固定床反应器的日常运行与操作212
6.8固定床反应器在二甲醚生产中的应用214
6.8.1二甲醚的合成技术215
6.8.2甲醇脱水工艺及反应器设计217
参考文献223
第7章流化床反应器
7.1流态床反应器的特性226
7.1.1流态化226
7.1.2散式流化床和聚式流化床227
7.1.3流化床中的气泡及其行为227
7.1.4流化床的异常现象及处理方法228
7.1.5流化床反应器内的传质229
7.1.6流化床反应器内的传热231
7.2流化床反应器的设计232
7.2.1反应器直径与高度的确定232
7.2.2压力降的计算234
7.2.3反应器的数学模型237
7.3流化床反应器的运行与操作239
7.4流化床反应器在丙烯腈生产中的应用241
7.4.1丙烯腈生产工艺242
7.4.2丙烯氨氧化反应器245
7.5流化床反应器在苯胺生产中的应用248
7.5.1苯胺的生产路线248
7.5.2加氢流化床反应器250
7.6流化床反应器的研究发展255
参考文献257
第8章离子交换反应器
8.1离子交换法的基本原理260
8.1.1离子交换平衡260
8.1.2离子交换速率261
8.2离子交换剂与离子交换树脂262
8.2.1离子交换剂262
8.2.2离子交换树脂263
8.2.3离子交换树脂的类型264
8.2.4离子交换树脂的物理性能266
8.2.5离子交换树脂的化学性质267
8.3离子交换反应器的应用269
8.3.1离子交换反应的特性269
8.3.2离子交换软化除盐270
8.3.3软化与除碱272
8.3.4复床、混床除盐274
8.4离子交换器的工作过程276
8.4.1固定床离子交换器间歇工作过程276
8.4.2一级复床的工作过程281
8.4.3连续式离子交换器工作过程282
8.5离子交换器283
8.5.1固定床离子交换器283
8.5.2移动床离子交换器287
8.5.3连续床离子交换器287
8.5.4混合床离子交换器288
8.5.5浮动床离子交换器288
8.5.6双室浮动床离子交换器290
8.5.7回程式离子交换器291
8.5.8离子交换柱293
8.6离子交换装置的设计293
8.6.1设计依据293
8.6.2系统的参数计算294
参考文献295
第9章电化学反应器
9.1电化学反应器298
9.1.1电化学反应器的主要构件299
9.1.2二维反应器299
9.1.3三维反应器302
9.2电解槽302
9.2.1电极反应303
9.2.2法拉第电解定律303
9.2.3分解电压与极化现象304
9.2.4电解槽的分类及构造305
9.2.5电解槽的工艺设计307
9.3电化学反应器的工业应用309
9.3.1电解氧化法处理废水309
9.3.2电解还原法处理无机污染物310
9.3.3电解凝聚与电解气浮314
9.3.4电解消毒316
9.4电化学技术的发展方向317
9.4.1阳极材料317
9.4.2电化学反应器（electrochemical reactor）318
9.4.3电化学组合工艺319
9.4.4生物膜电极法319
参考文献320
第10章膜生物反应器
10.1膜反应器321
10.1.1分离膜321
10.1.2膜反应器326
10.2生物反应器330
10.2.1生物反应器的特点及分类331
10.2.2大型生物反应器设计与放大332
10.2.3微型生物反应器333
10.2.4动物细胞及组织工程反应器335
10.2.5酶反应器338
10.3膜生物反应器339
10.3.1膜生物反应器的形式339
10.3.2膜生物反应器的类型340
10.3.3新型膜生物反应器343
10.3.4膜生物反应器的应用345
10.4膜污染控制技术347
10.4.1膜污染控制措施348
10.4.2膜污染的清洗349
参考文献350
第11章其他反应器
11.1气液固三相反应器352
11.2涓流床反应器354
11.2.1涓流床的流体力学355
11.2.2涓流床反应器中的传质356
11.2.3涓流床反应器中的传热357
11.2.4涓流床反应器的结构359
11.2.5涓流床反应器的设计与放大360
11.3热管反应器361
11.3.1热管的工作原理361
11.3.2热管的结构362
11.3.3热管的主要特性363
11.3.4热管反应器的应用363
11.4径向反应器364
11.4.1乙苯脱氢反应原理365
11.4.2乙苯催化脱氢生产过程365
11.4.3脱氢径向反应器367
11.4.4轴径向反应器的开发369
11.5微反应器369
11.5.1微反应器的结构370
11.5.2微反应器的主要特点370
11.5.3聚合反应器的类型371
11.5.4微反应器在聚合反应中的应用372
参考文献379
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| 內容試閱：
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过程工业的最大特点是在原料生产过程中要经过化学变化才能实现产品的生产。在国民经济的各个部门中，过程工业得到了广泛应用，其产品遍及工农业生产的各个部门和人们生产生活中的各个领域。化学反应是过程工业的中心环节。为使反应进行得迅速、完全，需要维持一定的温度、压力和流量等操作条件，多数情况下还要使用催化剂。因此,在过程工业中,要创造良好的传热、传质和流体流动条件，以实现反应过程最优化，包括设计最优化与操作最优化。为此，在江苏高校品牌专业建设工程资助项目PPZY2015A022的资助下，我们撰写了这本《反应过程、设备与工业应用》，除理论阐述外，还针对各种反应设备列举了工业应用实例，具有很强的实践性，力求使读者能通过本书的学习，对目前过程工业中涉及的反应设备及其应用特性有一个概括性的了解。全书共分11章。第1章根据过程工业所用原料和生产产品的特性，提出了对反应设备的要求；第2章对化学反应过程的基本理论进行了介绍；第3章介绍了釜式反应器及其工业应用；第4章介绍了管式反应器及其工业应用；第5章介绍了塔式反应器及其工业应用；第6章介绍了固定床反应器及其工业应用；第7章介绍了流化床反应器及其工业应用；第8章介绍了离子交换反应器及其工业应用；第9章介绍了电化学反应器及其工业应用；第10章介绍了膜生物反应器及其工业应用；第11章介绍了除上述几种反应器之外的其他化学反应器及其工业应用。全书由南京工业大学廖传华、王重庆和南京三方化工设备监理有限公司梁荣合著，其中第1章、第3章、第7章、第8章、第10章由廖传华著，第2章、第4章、第9章、第11章由王重庆著，第5章、第6章由梁荣著。全书最后由廖传华统稿。全书从选题到材料的收集整理、文稿的写作及修订等方面都得到了南京工业大学黄振仁教授的大力支持，在此深表感谢。南京三方化工设备监理有限公司赵清万、许开明、李志强、南京工业大学李政辉对本书的撰写工作提出了大量宝贵的建议，南京朗润机电进出口公司朱海舟提供了大量图片资料，研究生赵忠祥、闫正文、王太东、李洋、刘状、汪威、李亚丽、廖玮、宗建军等在资料收集与文字处理方面提供了大量的帮助，在此一并表示衷心的感谢。本书的写作与修订工作历时三年，虽经多次审稿、修改，但由于作者水平有限，不妥及疏漏之处在所难免，敬请广大读者不吝赐教。在写作过程中参考了大量的相关资料，但书中没有一一列出，在此谨对原文作者致以衷心的感谢。著者2017年8月于南京工业大学
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