第1章 緒論 1 1.1 環(huán)境反應(yīng)工程的基本概念 1 1.1.1 環(huán)境與環(huán)境問題 1 1.1.2 污染控制與反應(yīng)工程 3 1.1.3 環(huán)境反應(yīng)工程的發(fā)展 4 1.2 環(huán)境反應(yīng)工程的特征和研究對(duì)象 5 1.2.1 基本特征 5 1.2.2 主要對(duì)象和任務(wù) 6 1.3 環(huán)境反應(yīng)工程的研究方法 8 1.3.1 實(shí)驗(yàn)研究與建模 8 1.3.2 數(shù)值模擬與仿真 8 1.3.3 工程放大與優(yōu)化 10 1.4 環(huán)境反應(yīng)工程的重要作用 11 第2章 環(huán)境反應(yīng)工程的反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 12 2.1 化學(xué)計(jì)量學(xué)及基礎(chǔ)定義 12 2.1.1 化學(xué)計(jì)量方程 12 2.1.2 反應(yīng)進(jìn)度、轉(zhuǎn)化率和膨脹因子 13 2.2 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的理論基礎(chǔ) 16 2.2.1 均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 16 2.2.2 非均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 20 2.2.3 兩類反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的評(píng)價(jià) 24 2.2.4 動(dòng)力學(xué)參數(shù)及其相互關(guān)系 25 2.2.5 溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響 31 2.3 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究方法 32 2.3.1 實(shí)驗(yàn)研究的決策過程 32 2.3.2 實(shí)驗(yàn)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 33 2.3.3 實(shí)驗(yàn)研究的數(shù)據(jù)處理與結(jié)果表示 35 2.3.4 實(shí)驗(yàn)反應(yīng)器 41 2.4 應(yīng)用案例分析 46 練習(xí)與思考 52 第3章 環(huán)境反應(yīng)工程中的反應(yīng)器及其主要特性 56 3.1 反應(yīng)器概述 56 3.1.1 物質(zhì)平衡與能量平衡 56 3.1.2 反應(yīng)器類型與操作方式 59 3.1.3 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方法 61 3.2 理想反應(yīng)器的基本特性 62 3.2.1 間歇釜式反應(yīng)器 63 3.2.2 連續(xù)釜式反應(yīng)器 65 3.2.3 活塞流反應(yīng)器 67 3.2.4 循環(huán)反應(yīng)器 72 3.3 反應(yīng)器中流體的非理想流動(dòng)與混合特性 74 3.3.1 流體混合特性 74 3.3.2 返混及其作用 75 3.3.3 反應(yīng)器組合與操作方式選擇 76 3.4 停留時(shí)間分布 79 3.4.1 停留時(shí)間理論 79 3.4.2 停留時(shí)間分布的測(cè)定 80 3.4.3 停留時(shí)間分布統(tǒng)計(jì)特征 82 3.4.4 平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器的停留時(shí)間分布 83 3.5 反應(yīng)器中非理想流動(dòng)與模型的建立 85 3.5.1 反應(yīng)器模型與分類 85 3.5.2 離析流模型 86 3.5.3 多級(jí)全混釜串聯(lián)模型 86 3.5.4 軸向擴(kuò)散模型 88 3.6 應(yīng)用案例分析 89 練習(xí)與思考 97 第4章 環(huán)境反應(yīng)工程中的非均相反應(yīng)過程分析 100 4.1 流固相催化反應(yīng)過程 100 4.1.1 流固相系統(tǒng)中的化學(xué)反應(yīng)與傳遞現(xiàn)象 100 4.1.2 流固相催化反應(yīng)步驟 102 4.1.3 流固相催化反應(yīng)速率方程 104 4.1.4 動(dòng)力學(xué)分析示例 110 4.2 流體與催化劑外表面間的傳質(zhì)和傳熱 117 4.2.1 流固相外部的傳質(zhì)過程 117 4.2.2 流固相外部的傳熱過程 119 4.3 流體在多孔催化劑中的擴(kuò)散與反應(yīng) 120 4.3.1 催化劑孔內(nèi)的傳質(zhì)形式 120 4.3.2 催化劑孔內(nèi)的傳熱過程 127 4.3.3 催化反應(yīng)控制階段的判別 129 4.4 本征動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)確定 130 4.5 氣液反應(yīng)系統(tǒng)分析 132 4.5.1 氣液反應(yīng)過程機(jī)理 133 4.5.2 氣液反應(yīng)模型 133 4.5.3 不同反應(yīng)過程動(dòng)力學(xué)分析 135 4.6 流固非催化反應(yīng) 139 4.6.1 基本特征 140 4.6.2 一般模型 141 4.6.3 縮核模型 144 4.7 生物反應(yīng)過程 152 4.7.1 酶反應(yīng)過程 153 4.7.2 米氏(Michaelis-Menten)方程 153 4.7.3 有抑制作用的酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 155 4.7.4 微生物反應(yīng)過程 156 4.7.5 生化反應(yīng)器 160 4.8 應(yīng)用案例分析 164 練習(xí)與思考 171 第5章 環(huán)境反應(yīng)工程中的熱效應(yīng)和能量衡算 176 5.1 反應(yīng)體系的化學(xué)平衡分析 176 5.1.1 化學(xué)平衡分析的意義 176 5.1.2 化學(xué)反應(yīng)平衡的分析與計(jì)算 177 5.1.3 化學(xué)反應(yīng)熱平衡的分析基礎(chǔ) 179 5.2 反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系 183 5.2.1 Arrhenius 方程及其應(yīng)用 183 5.2.2 溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響 187 5.2.3 最優(yōu)溫度序列 191 5.3 反應(yīng)過程的能量衡算 194 5.3.1 能量衡算式中的各項(xiàng) 194 5.3.2 非等溫理想反應(yīng)器的能量衡算 194 5.3.3 反應(yīng)器熱穩(wěn)定性分析 211 5.4 應(yīng)用案例分析 227 練習(xí)與思考 234 第6章 環(huán)境反應(yīng)工程中的反應(yīng)器放大設(shè)計(jì)方法 237 6.1 反應(yīng)器放大方法 237 6.1.1 逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大法 237 6.1.2 部分解析法 238 6.1.3 數(shù)學(xué)模擬法 238 6.2 反應(yīng)器放大設(shè)計(jì) 245 6.2.1 釜式反應(yīng)器的放大設(shè)計(jì) 246 6.2.2 管式反應(yīng)器的放大設(shè)計(jì) 248 6.2.3 反應(yīng)器放大的影響因素 253 6.2.4 反應(yīng)器設(shè)計(jì)計(jì)算方法 255 6.2.5 具有復(fù)雜失活機(jī)理的固定床催化反應(yīng)器 269 6.3 多相反應(yīng)器 274 6.3.1 流化床反應(yīng)器 274 6.3.2 移動(dòng)床反應(yīng)器 279 6.3.3 氣液固三相催化反應(yīng)器 280 6.3.4 膜反應(yīng)器 285 6.4 應(yīng)用案例分析 289 6.4.1 典型廢水處理工藝分析 289 6.4.2 典型廢氣處理工藝分析 292 6.4.3 固廢處理中的反應(yīng)工程 302 6.4.4 其他處理技術(shù) 310 練習(xí)與思考 311 參考文獻(xiàn)　　　314