第1章 緒論 1 1.1 環(huán)境反應工程的基本概念 1 1.1.1 環(huán)境與環(huán)境問題 1 1.1.2 污染控制與反應工程 3 1.1.3 環(huán)境反應工程的發(fā)展 4 1.2 環(huán)境反應工程的特征和研究對象 5 1.2.1 基本特征 5 1.2.2 主要對象和任務 6 1.3 環(huán)境反應工程的研究方法 8 1.3.1 實驗研究與建模 8 1.3.2 數值模擬與仿真 8 1.3.3 工程放大與優(yōu)化 10 1.4 環(huán)境反應工程的重要作用 11 第2章 環(huán)境反應工程的反應動力學 12 2.1 化學計量學及基礎定義 12 2.1.1 化學計量方程 12 2.1.2 反應進度、轉化率和膨脹因子 13 2.2 反應動力學的理論基礎 16 2.2.1 均相反應動力學 16 2.2.2 非均相反應動力學 20 2.2.3 兩類反應動力學方程的評價 24 2.2.4 動力學參數及其相互關系 25 2.2.5 溫度對反應速率的影響 31 2.3 反應動力學的實驗研究方法 32 2.3.1 實驗研究的決策過程 32 2.3.2 實驗的規(guī)劃與設計 33 2.3.3 實驗研究的數據處理與結果表示 35 2.3.4 實驗反應器 41 2.4 應用案例分析 46 練習與思考 52 第3章 環(huán)境反應工程中的反應器及其主要特性 56 3.1 反應器概述 56 3.1.1 物質平衡與能量平衡 56 3.1.2 反應器類型與操作方式 59 3.1.3 反應器的設計方法 61 3.2 理想反應器的基本特性 62 3.2.1 間歇釜式反應器 63 3.2.2 連續(xù)釜式反應器 65 3.2.3 活塞流反應器 67 3.2.4 循環(huán)反應器 72 3.3 反應器中流體的非理想流動與混合特性 74 3.3.1 流體混合特性 74 3.3.2 返混及其作用 75 3.3.3 反應器組合與操作方式選擇 76 3.4 停留時間分布 79 3.4.1 停留時間理論 79 3.4.2 停留時間分布的測定 80 3.4.3 停留時間分布統(tǒng)計特征 82 3.4.4 平推流反應器和全混流反應器的停留時間分布 83 3.5 反應器中非理想流動與模型的建立 85 3.5.1 反應器模型與分類 85 3.5.2 離析流模型 86 3.5.3 多級全混釜串聯(lián)模型 86 3.5.4 軸向擴散模型 88 3.6 應用案例分析 89 練習與思考 97 第4章 環(huán)境反應工程中的非均相反應過程分析 100 4.1 流固相催化反應過程 100 4.1.1 流固相系統(tǒng)中的化學反應與傳遞現(xiàn)象 100 4.1.2 流固相催化反應步驟 102 4.1.3 流固相催化反應速率方程 104 4.1.4 動力學分析示例 110 4.2 流體與催化劑外表面間的傳質和傳熱 117 4.2.1 流固相外部的傳質過程 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散與反應 120 4.3.1 催化劑孔內的傳質形式 120 4.3.2 催化劑孔內的傳熱過程 127 4.3.3 催化反應控制階段的判別 129 4.4 本征動力學的實驗確定 130 4.5 氣液反應系統(tǒng)分析 132 4.5.1 氣液反應過程機理 133 4.5.2 氣液反應模型 133 4.5.3 不同反應過程動力學分析 135 4.6 流固非催化反應 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 生物反應過程 152 4.7.1 酶反應過程 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動力學 155 4.7.4 微生物反應過程 156 4.7.5 生化反應器 160 4.8 應用案例分析 164 練習與思考 171 第5章 環(huán)境反應工程中的熱效應和能量衡算 176 5.1 反應體系的化學平衡分析 176 5.1.1 化學平衡分析的意義 176 5.1.2 化學反應平衡的分析與計算 177 5.1.3 化學反應熱平衡的分析基礎 179 5.2 反應速率與溫度的關系 183 5.2.1 Arrhenius 方程及其應用 183 5.2.2 溫度對反應速率的影響 187 5.2.3 最優(yōu)溫度序列 191 5.3 反應過程的能量衡算 194 5.3.1 能量衡算式中的各項 194 5.3.2 非等溫理想反應器的能量衡算 194 5.3.3 反應器熱穩(wěn)定性分析 211 5.4 應用案例分析 227 練習與思考 234 第6章 環(huán)境反應工程中的反應器放大設計方法 237 6.1 反應器放大方法 237 6.1.1 逐級經驗放大法 237 6.1.2 部分解析法 238 6.1.3 數學模擬法 238 6.2 反應器放大設計 245 6.2.1 釜式反應器的放大設計 246 6.2.2 管式反應器的放大設計 248 6.2.3 反應器放大的影響因素 253 6.2.4 反應器設計計算方法 255 6.2.5 具有復雜失活機理的固定床催化反應器 269 6.3 多相反應器 274 6.3.1 流化床反應器 274 6.3.2 移動床反應器 279 6.3.3 氣液固三相催化反應器 280 6.3.4 膜反應器 285 6.4 應用案例分析 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 固廢處理中的反應工程 302 6.4.4 其他處理技術 310 練習與思考 311 參考文獻　　　314