催化反应器工程

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Menten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生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Ru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

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。