环境反应工程导论（第2版）
定价：￥98.00
作者： 马丽萍等
出版时间：2025-10
出版社：化学工业出版社
- 化学工业出版社
- 9787122466235
- 2版
- 561794
- 平装
- 16开
- 2025-10
- 481
- 316
- X13
- 本科
作者简介
目录
第1章 绪论 1
1.1 环境反应工程的基本概念 1
1.1.1 环境与环境问题 1
1.1.2 污染控制与反应工程 3
1.1.3 环境反应工程的发展 4
1.2 环境反应工程的特征和研究对象 5
1.2.1 基本特征 5
1.2.2 主要对象和任务 6
1.3 环境反应工程的研究方法 8
1.3.1 实验研究与建模 8
1.3.2 数值模拟与仿真 8
1.3.3 工程放大与优化 10
1.4 环境反应工程的重要作用 11
第2章 环境反应工程的反应动力学 12
2.1 化学计量学及基础定义 12
2.1.1 化学计量方程 12
2.1.2 反应进度、转化率和膨胀因子 13
2.2 反应动力学的理论基础 16
2.2.1 均相反应动力学 16
2.2.2 非均相反应动力学 20
2.2.3 两类反应动力学方程的评价 24
2.2.4 动力学参数及其相互关系 25
2.2.5 温度对反应速率的影响 31
2.3 反应动力学的实验研究方法 32
2.3.1 实验研究的决策过程 32
2.3.2 实验的规划与设计 33
2.3.3 实验研究的数据处理与结果表示 35
2.3.4 实验反应器 41
2.4 应用案例分析 46
练习与思考 52
第3章 环境反应工程中的反应器及其主要特性 56
3.1 反应器概述 56
3.1.1 物质平衡与能量平衡 56
3.1.2 反应器类型与操作方式 59
3.1.3 反应器的设计方法 61
3.2 理想反应器的基本特性 62
3.2.1 间歇釜式反应器 63
3.2.2 连续釜式反应器 65
3.2.3 活塞流反应器 67
3.2.4 循环反应器 72
3.3 反应器中流体的非理想流动与混合特性 74
3.3.1 流体混合特性 74
3.3.2 返混及其作用 75
3.3.3 反应器组合与操作方式选择 76
3.4 停留时间分布 79
3.4.1 停留时间理论 79
3.4.2 停留时间分布的测定 80
3.4.3 停留时间分布统计特征 82
3.4.4 平推流反应器和全混流反应器的停留时间分布 83
3.5 反应器中非理想流动与模型的建立 85
3.5.1 反应器模型与分类 85
3.5.2 离析流模型 86
3.5.3 多级全混釜串联模型 86
3.5.4 轴向扩散模型 88
3.6 应用案例分析 89
练习与思考 97
第4章 环境反应工程中的非均相反应过程分析 100
4.1 流固相催化反应过程 100
4.1.1 流固相系统中的化学反应与传递现象 100
4.1.2 流固相催化反应步骤 102
4.1.3 流固相催化反应速率方程 104
4.1.4 动力学分析示例 110
4.2 流体与催化剂外表面间的传质和传热 117
4.2.1 流固相外部的传质过程 117
4.2.2 流固相外部的传热过程 119
4.3 流体在多孔催化剂中的扩散与反应 120
4.3.1 催化剂孔内的传质形式 120
4.3.2 催化剂孔内的传热过程 127
4.3.3 催化反应控制阶段的判别 129
4.4 本征动力学的实验确定 130
4.5 气液反应系统分析 132
4.5.1 气液反应过程机理 133
4.5.2 气液反应模型 133
4.5.3 不同反应过程动力学分析 135
4.6 流固非催化反应 139
4.6.1 基本特征 140
4.6.2 一般模型 141
4.6.3 缩核模型 144
4.7 生物反应过程 152
4.7.1 酶反应过程 153
4.7.2 米氏(Michaelis-Menten)方程 153
4.7.3 有抑制作用的酶催化反应动力学 155
4.7.4 微生物反应过程 156
4.7.5 生化反应器 160
4.8 应用案例分析 164
练习与思考 171
第5章 环境反应工程中的热效应和能量衡算 176
5.1 反应体系的化学平衡分析 176
5.1.1 化学平衡分析的意义 176
5.1.2 化学反应平衡的分析与计算 177
5.1.3 化学反应热平衡的分析基础 179
5.2 反应速率与温度的关系 183
5.2.1 Arrhenius 方程及其应用 183
5.2.2 温度对反应速率的影响 187
5.2.3 最优温度序列 191
5.3 反应过程的能量衡算 194
5.3.1 能量衡算式中的各项 194
5.3.2 非等温理想反应器的能量衡算 194
5.3.3 反应器热稳定性分析 211
5.4 应用案例分析 227
练习与思考 234
第6章 环境反应工程中的反应器放大设计方法 237
6.1 反应器放大方法 237
6.1.1 逐级经验放大法 237
6.1.2 部分解析法 238
6.1.3 数学模拟法 238
6.2 反应器放大设计 245
6.2.1 釜式反应器的放大设计 246
6.2.2 管式反应器的放大设计 248
6.2.3 反应器放大的影响因素 253
6.2.4 反应器设计计算方法 255
6.2.5 具有复杂失活机理的固定床催化反应器 269
6.3 多相反应器 274
6.3.1 流化床反应器 274
6.3.2 移动床反应器 279
6.3.3 气液固三相催化反应器 280
6.3.4 膜反应器 285
6.4 应用案例分析 289
6.4.1 典型废水处理工艺分析 289
6.4.2 典型废气处理工艺分析 292
6.4.3 固废处理中的反应工程 302
6.4.4 其他处理技术 310
练习与思考 311
参考文献 314
1.1 环境反应工程的基本概念 1
1.1.1 环境与环境问题 1
1.1.2 污染控制与反应工程 3
1.1.3 环境反应工程的发展 4
1.2 环境反应工程的特征和研究对象 5
1.2.1 基本特征 5
1.2.2 主要对象和任务 6
1.3 环境反应工程的研究方法 8
1.3.1 实验研究与建模 8
1.3.2 数值模拟与仿真 8
1.3.3 工程放大与优化 10
1.4 环境反应工程的重要作用 11
第2章 环境反应工程的反应动力学 12
2.1 化学计量学及基础定义 12
2.1.1 化学计量方程 12
2.1.2 反应进度、转化率和膨胀因子 13
2.2 反应动力学的理论基础 16
2.2.1 均相反应动力学 16
2.2.2 非均相反应动力学 20
2.2.3 两类反应动力学方程的评价 24
2.2.4 动力学参数及其相互关系 25
2.2.5 温度对反应速率的影响 31
2.3 反应动力学的实验研究方法 32
2.3.1 实验研究的决策过程 32
2.3.2 实验的规划与设计 33
2.3.3 实验研究的数据处理与结果表示 35
2.3.4 实验反应器 41
2.4 应用案例分析 46
练习与思考 52
第3章 环境反应工程中的反应器及其主要特性 56
3.1 反应器概述 56
3.1.1 物质平衡与能量平衡 56
3.1.2 反应器类型与操作方式 59
3.1.3 反应器的设计方法 61
3.2 理想反应器的基本特性 62
3.2.1 间歇釜式反应器 63
3.2.2 连续釜式反应器 65
3.2.3 活塞流反应器 67
3.2.4 循环反应器 72
3.3 反应器中流体的非理想流动与混合特性 74
3.3.1 流体混合特性 74
3.3.2 返混及其作用 75
3.3.3 反应器组合与操作方式选择 76
3.4 停留时间分布 79
3.4.1 停留时间理论 79
3.4.2 停留时间分布的测定 80
3.4.3 停留时间分布统计特征 82
3.4.4 平推流反应器和全混流反应器的停留时间分布 83
3.5 反应器中非理想流动与模型的建立 85
3.5.1 反应器模型与分类 85
3.5.2 离析流模型 86
3.5.3 多级全混釜串联模型 86
3.5.4 轴向扩散模型 88
3.6 应用案例分析 89
练习与思考 97
第4章 环境反应工程中的非均相反应过程分析 100
4.1 流固相催化反应过程 100
4.1.1 流固相系统中的化学反应与传递现象 100
4.1.2 流固相催化反应步骤 102
4.1.3 流固相催化反应速率方程 104
4.1.4 动力学分析示例 110
4.2 流体与催化剂外表面间的传质和传热 117
4.2.1 流固相外部的传质过程 117
4.2.2 流固相外部的传热过程 119
4.3 流体在多孔催化剂中的扩散与反应 120
4.3.1 催化剂孔内的传质形式 120
4.3.2 催化剂孔内的传热过程 127
4.3.3 催化反应控制阶段的判别 129
4.4 本征动力学的实验确定 130
4.5 气液反应系统分析 132
4.5.1 气液反应过程机理 133
4.5.2 气液反应模型 133
4.5.3 不同反应过程动力学分析 135
4.6 流固非催化反应 139
4.6.1 基本特征 140
4.6.2 一般模型 141
4.6.3 缩核模型 144
4.7 生物反应过程 152
4.7.1 酶反应过程 153
4.7.2 米氏(Michaelis-Menten)方程 153
4.7.3 有抑制作用的酶催化反应动力学 155
4.7.4 微生物反应过程 156
4.7.5 生化反应器 160
4.8 应用案例分析 164
练习与思考 171
第5章 环境反应工程中的热效应和能量衡算 176
5.1 反应体系的化学平衡分析 176
5.1.1 化学平衡分析的意义 176
5.1.2 化学反应平衡的分析与计算 177
5.1.3 化学反应热平衡的分析基础 179
5.2 反应速率与温度的关系 183
5.2.1 Arrhenius 方程及其应用 183
5.2.2 温度对反应速率的影响 187
5.2.3 最优温度序列 191
5.3 反应过程的能量衡算 194
5.3.1 能量衡算式中的各项 194
5.3.2 非等温理想反应器的能量衡算 194
5.3.3 反应器热稳定性分析 211
5.4 应用案例分析 227
练习与思考 234
第6章 环境反应工程中的反应器放大设计方法 237
6.1 反应器放大方法 237
6.1.1 逐级经验放大法 237
6.1.2 部分解析法 238
6.1.3 数学模拟法 238
6.2 反应器放大设计 245
6.2.1 釜式反应器的放大设计 246
6.2.2 管式反应器的放大设计 248
6.2.3 反应器放大的影响因素 253
6.2.4 反应器设计计算方法 255
6.2.5 具有复杂失活机理的固定床催化反应器 269
6.3 多相反应器 274
6.3.1 流化床反应器 274
6.3.2 移动床反应器 279
6.3.3 气液固三相催化反应器 280
6.3.4 膜反应器 285
6.4 应用案例分析 289
6.4.1 典型废水处理工艺分析 289
6.4.2 典型废气处理工艺分析 292
6.4.3 固废处理中的反应工程 302
6.4.4 其他处理技术 310
练习与思考 311
参考文献 314
