新型反应器与反应器工程中的新技术图书目录

1规整结构反应器1

1.1概述1

1.2规整结构催化剂2

1.2.1规整结构催化剂的特点2

1.2.2规整结构催化剂的制备3

1.2.3规整结构催化剂的应用5

1.3规整结构反应器的催化剂结构特征6

1.4规整结构反应器的流体力学7

1.4.1流体流动特征7

1.4.2压力降10

1.4.3滞留量12

1.4.4流量分布14

1.5轴向扩散16

1.6质量传递17

1.6.1液固质量传递17

1.6.2气液质量传递18

1.6.3气固质量传递20

1.7反应器工程问题20

1.7.1反应器放大20

1.7.2液体分布20

1.7.3空速21

1.7.4规整载体的排列21

1.7.5气液分离21

1.7.6循环21

1.7.7温度控制22

1.8规整结构反应器与常规反应器的比较22

1.8.1规整结构反应器与浆态反应器的比较22

1.8.2规整结构反应器与填充床反应器的比较23

1.8.3工程放大的比较24

1.9结语25

符号说明26

参考文献26

2微反应器28

2.1概述28

2.2微反应器的定义28

2.3微反应器的分类29

2.3.1反相胶束微反应器29

2.3.2聚合物微反应器30

2.3.3固体模板微反应器31

2.3.4微条纹反应器32

2.3.5微聚合反应器32

2.3.6气固相催化微反应器33

2.3.7液液相微反应器33

2.3.8气液相微反应器35

2.3.9气液固三相催化微反应器36

2.3.10电化学和光化学微反应器36

2.4微反应器的性质36

2.4.1微反应器的几何特性36

2.4.2微反应器内流体的传递特性和宏观流动特性37

2.4.3微反应器的优点39

2.5微反应器的设计和制造技术40

2.5.1微反应器的设计40

2.5.2微反应器的制造技术42

2.6微反应器的应用潜力44

2.6.1用于汽车的微通道反应器45

2.6.2用于制备纳米纤维的多孔纳米尺度微反应器45

2.7前景展望46

符号说明47

参考文献47

3多功能反应器50

3.1概述50

3.2吸附反应器51

3.2.1常规吸附反应器51

3.2.2色谱反应器52

3.2.3变浓度吸附反应器54

3.2.4变压反应器54

3.3膜反应器56

3.3.1无机膜反应器57

3.3.2酶膜反应器65

3.4反应蒸馏塔77

3.4.1催化剂的填充77

3.4.2反应蒸馏塔内反应段的传质特性及反应对精馏的影响80

3.4.3反应蒸馏过程的模拟80

3.4.4反应蒸馏技术的应用81

符号说明81

参考文献81

4超临界反应器83

4.1概述83

4.1.1超临界定义83

4.1.2超临界化学反应的概念及特点83

4.1.3超临界反应研究的内容84

4.2超临界流体的性质84

4.2.1超临界流体的特性84

4.2.2常用的超临界流体84

4.2.3超临界流体的物理性质85

4.3超临界反应的基本理论90

4.3.1超临界反应的热力学90

4.3.2超临界反应的动力学91

4.4超临界反应器的结构98

4.4.1反应器的基本要求99

4.4.2新型反应器的基本结构99

4.4.3反应器的密封101

4.4.4安全措施102

4.4.5反应器的放大与优化设计103

4.5超临界反应器的应用103

4.5.1超临界条件下的酶催化反应103

4.5.2超临界在固体催化反应中的应用103

4.5.3超临界加氢反应104

4.5.4超临界水氧化技术104

4.5.5超临界流体技术制备生物柴油105

4.6前景展望105

符号说明106

参考文献107

5旋转填充床反应器109

5.1概述109

5.2RPB的结构特点及操作原理110

5.2.1RPB的床体结构110

5.2.2RPB的转子结构研究111

5.2.3RPB的填料研究112

5.2.4RPB的操作原理112

5.2.5RPB的特点113

5.3RPB的流体力学113

5.3.1液体在填料中的流动状况114

5.3.2液体在填料中的不均匀分布115

5.3.3气相压降116

5.3.4液膜厚度及流动速度119

5.3.5液泛121

5.3.6液滴直径122

5.3.7持液量123

5.3.8液体停留时间124

5.4RPB的传质性能及模型125

5.4.1比表面积研究126

5.4.2传质性能及模型126

5.4.3RPB的设计模型130

5.5RPB中的气液微观混合133

5.6RPB中的能量消耗133

5.7RPB的应用135

5.7.1RPB在国外的应用研究进展135

5.7.2RPB在国内的应用研究进展136

5.8前景展望137

符号说明138

参考文献139

6燃料电池反应器142

6.1概述142

6.1.1化学电池的基本理论142

6.1.2燃料电池的特点143

6.1.3燃料电池反应器的定义144

6.1.4研究燃料电池反应器的意义145

6.2燃料电池反应器的基本理论145

6.2.1燃料电池的分类与发展145

6.2.2燃料电池的相关计算理论148

6.2.3燃料电池的工作原理153

6.2.4燃料电池反应器的工作原理154

6.3碱性燃料电池反应器155

6.3.1工作原理155

6.3.2电池构成及制作技术156

6.3.3性能及影响因素159

6.3.4应用概况159

6.4磷酸型燃料电池反应器160

6.4.1概述160

6.4.2工作原理161

6.4.3电池构造162

6.4.4技术状况166

6.4.5磷酸型燃料电池166

6.5质子交换膜型燃料电池反应器167

6.5.1工作原理167

6.5.2电池元件与结构167

6.5.3发展及应用概况168

6.5.4质子交换膜燃料电池169

6.6直接醇类燃料电池反应器170

6.6.1概述170

6.6.2结构及原理170

6.6.3电池性能172

6.7熔融碳酸盐型燃料电池反应器173

6.7.1概述173

6.7.2工作原理173

6.7.3电池元件组成175

6.7.4电池结构176

6.8固体氧化物燃料电池反应器178

6.8.1工作原理178

6.8.2电池组成179

6.8.3电池结构及其特点180

6.8.4固体氧化物燃料电池181

6.9前景展望184

符号说明187

参考文献187

7磁稳流化床反应器189

7.1概述189

7.1.1简介189

7.1.2磁稳流化床的装置189

7.1.3磁稳流化床的结构和特点190

7.2磁稳流化床的流体力学特性191

7.2.1流化特性及状态模型191

7.2.2磁稳流化床的流体力学研究对象194

7.2.3磁稳流化床的稳定性195

7.2.4磁稳流化床的磁稳操作196

7.3磁稳流化床的传递特性199

7.3.1传热、传质关联式200

7.3.2反应器模型200

7.4磁稳流化床的返混特性201

7.5磁稳流化床反应器的应用201

7.5.1化工环保中的应用201

7.5.2生化工程中的应用202

7.6前景展望203

符号说明203

参考文献204

8光化学反应器206

8.1光化学的基本概念206

8.2光催化反应的基本理论207

8.2.1光催化反应原理207

8.2.2光催化反应的类型207

8.2.3光催化反应中适用的光207

8.2.4光催化反应器的主要特征208

8.3光催化反应器的设计208

8.3.1光催化反应器的辐射能传递模型及数学模型209

8.3.2光催化反应器设计的特点210

8.3.3设计光催化反应器时应考虑的因素210

8.3.4光催化反应器设计实例211

8.4光催化反应器的类型212

8.4.1聚光式反应器213

8.4.2非聚光式反应器214

8.4.3流化床光催化反应器216

8.5光催化反应器的应用217

8.5.1光催化反应器在国外的应用217

8.5.2光催化反应器在国内的应用219

8.6光催化反应器应用中存在的问题222

8.6.1催化剂的存在状态222

8.6.2反应器的几何形状222

8.6.3光系统222

8.7前景展望223

符号说明223

参考文献223

9微波反应器226

9.1微波及其特性226

9.2微波化学及其发展226

9.3微波化学反应器的基本原理227

9.3.1微波的加热机制与特点227

9.3.2微波辐射条件下化学反应的特点228

9.4微波化学反应器的设计229

9.4.1微波化学反应器设计的影响因素229

9.4.2微波反应器的设计229

9.5典型的微波化学反应器232

9.5.1多模箱式微波化学反应器233

9.5.2波导型微波化学反应器238

9.6其他形式的微波反应器241

9.6.1带有控制装置的微波化学反应器241

9.6.2多级床式微波反应器242

9.6.3圆形槽波导谐振腔型微波化学反应器242

9.6.4微波非相干功率合成反应器243

9.6.5微波等离子体反应器244

9.7微波反应器应用245

9.7.1微波密闭反应器的应用246

9.7.2微波常压反应器的应用247

9.7.3微波干法合成反应技术249

9.7.4微波连续反应器250

9.8前景展望250

符号说明251

参考文献251

10化工过程模拟方法253

10.1计算流体动力学253

10.1.1概述253

10.1.2CFD模拟的一般步骤254

10.1.3流体动力学控制方程255

10.1.4CFD的求解过程259

10.1.5常用CFD软件介绍261

10.1.6化工过程中的计算流体力学模拟262

10.2人工神经网络及应用264

10.2.1概述264

10.2.2人工神经网络及其特征266

10.2.3BP神经网络267

10.2.4人工神经网络在化工中的应用270

10.3蒙特卡罗方法及其应用272

10.3.1概述272

10.3.2随机数和随机变量的产生273

10.3.3MonteCarlo积分方法274

10.3.4MonteCarlo方法在化工中的应用277

符号说明279

参考文献279 2100433B

本书对新型反应器及反应器工程中的新技术进行了较为全面的介绍。全书共10章，分别对规整结构反应器、微反应器、多功能反应器、超临界反应器、旋转填充床反应器、燃料电池反应器、磁稳流化床反应器、光化学反应器、微波反应器及化工过程模拟方法进行了介绍。

本书可作为高等院校化工及相关专业研究生教材或高年级本科生的教学参考书，同时对于科研及工程设计人员亦有一定的参考价值。

空管反应器主要用于气相、液相、气一液相连续反应过程，由单根（直管或盘管）连续或多根平行排列的管子组成，一般设有套管或壳管式换热装置。操作时，物料自一端连续加入，在管中连续反应，从另一端连续流出，便达到了要求的转化率。由于空管反应器能承受较高的压力，故用于加压反应尤为合适，例如，油脂或脂肪酸加氢生产高碳醇、裂解反应用的管式炉便是空管反应器。

此种反应器具有容积小、比表面大、返混少、反应混合物连续性变化、易于控制等优点。但若反应速率较慢，则有所需管子长、压降较大等不足。随着化工生产越来越趋于大型化、连续化、自动化，连续操作的空管反应器在生产中使用越来越多，某些传统上一直使用间歇搅拌釜的高分子聚合反应，目前也开始改用连续操作的空管反应器。

空管反应器的长径比较大，与釜式反应器相比在结构上差异较大，有直管式、盘管式、多管式等，如图1所示。