具體描述
好的，這是一本介紹麵嚮未來的可持續化學工程實踐與前沿技術的專業參考書的詳細簡介。 --- 可持續化學工程前沿：麵嚮未來的過程設計、優化與環境責任 導言：應對二十一世紀的化工挑戰 全球化學工業正處於一個關鍵的十字路口。麵對日益嚴峻的氣候變化、資源枯竭的壓力以及對更高生産效率和環境安全性的社會期望，傳統的化工生産模式已難以為繼。本書《可持續化學工程前沿：麵嚮未來的過程設計、優化與環境責任》旨在為化學工程師、過程設計師、研究人員和行業決策者提供一套全麵、前瞻性的理論框架和實用的工程工具，以指導行業嚮更綠色、更高效、更負責任的方嚮轉型。 本書摒棄瞭對傳統、成熟工藝的冗長迴顧，聚焦於變革性的技術和係統思維，旨在解決當代工業界最緊迫的挑戰：如何以最小的生態足跡，實現復雜化學品的規模化生産。 第一部分：可持續過程設計的係統方法論 本部分深入探討瞭將可持續性原則融入化學過程生命周期初始階段的必要性和方法。 第一章：生命周期評估（LCA）與綠色化學指標的集成應用 本章詳細闡述瞭如何超越單一的原子經濟性（Atom Economy）考量，將完整的生命周期思維融入反應器選型和分離單元設計。重點介紹瞭動態LCA建模，即如何實時追蹤能源消耗、廢棄物産生與環境影響因子（如全球變暖潛能值、水足跡）在不同操作條件下的變化。探討瞭如何利用多目標優化算法（如NSGA-II）在成本、産率與環境負荷之間尋找帕纍托最優解。 第二章：過程強化（Process Intensification, PI）的範式轉變 過程強化是實現可持續性的核心驅動力之一。本章深入分析瞭微反應器技術在極端反應條件（高壓、強放熱）下的傳質和傳熱優勢，以及其在提高選擇性、減少副産物方麵的潛力。特彆關注瞭反應-分離耦閤技術，如反應精餾（Reactive Distillation）和反應萃取，闡述瞭如何通過在同一設備中集成多個單元操作來大幅減少設備尺寸、能源輸入和中間儲存需求。 第三章：先進過程控製與數字化孿生（Digital Twin）在能效優化中的作用 本章探討瞭如何利用工業物聯網（IIoT）和先進傳感器技術構建高保真的過程模型。重點在於模型預測控製（MPC）在應對高非綫性和強耦閤過程中的應用，以維持過程在最優能耗點附近運行。詳細介紹瞭“數字孿生”的構建流程，如何通過實時模擬預測設備老化、催化劑失活對整體可持續性的影響，並提前部署維護策略。 第二部分：麵嚮未來的反應與催化技術 本部分聚焦於從源頭上減少汙染、提高能效的核心技術——催化劑與反應介質的革新。 第四章：新型可持續催化體係：從非貴金屬到生物催化 重點介紹瞭非貴金屬催化劑（如鐵、鎳基催化劑）在替代傳統貴金屬催化劑（如鈀、鉑）方麵的最新進展，尤其是在氧化還原反應中的穩定性與活性。深入探討瞭酶催化與細胞工廠在精細化學品和藥物中間體閤成中的應用，強調瞭溫和反應條件（常溫常壓、水相）帶來的巨大環境效益，並討論瞭酶固定的挑戰與解決方案。 第五章：綠色溶劑與替代反應介質 本章係統性地評估瞭替代傳統揮發性有機溶劑（VOCs）的替代方案。詳細分析瞭超臨界流體技術（特彆是$ ext{scCO}_2$）作為反應和萃取介質的優勢與工程化難點。同時，對離子液體（Ionic Liquids）的結構-性質關係進行瞭深入剖析，探討如何“設計”具有特定溶解度和催化性能的離子液體，並討論瞭其迴收和再利用的工業可行性。 第六章：電化學閤成與光催化：能源輸入模式的變革 本章關注利用可再生能源直接驅動化學轉化的新興領域。係統介紹瞭電化學閤成（Electro-synthesis）如何實現精確的氧化還原電位控製，從而提高反應的選擇性，並避免使用昂貴的化學氧化劑/還原劑。光催化方麵，重點分析瞭半導體光催化劑在環境修復（汙染物降解）和燃料轉化（如$ ext{CO}_2$還原為化學品）中的機理與反應器設計。 第三部分：資源循環與零排放工程 本部分關注過程的下遊處理與生命周期結束的管理，核心是廢棄物的最小化和資源的閉路循環。 第七章：先進分離技術：打破熱力學能耗壁壘 傳統蒸餾是高能耗過程的代名詞。本章著重介紹膜分離技術在氣體分離（如膜接觸器）、液體分離（納濾、反滲透）中的突破性進展。深入探討瞭吸附分離（如變壓/變溫吸附，PSA/TSA）在輕烴分離和乾燥中的能效優勢，並對新型吸附材料（如MOFs、COFs）的工程應用前景進行瞭評估。 第八章：工業共生與廢棄物資源化（Waste-to-Value） 本章提齣瞭“工業共生”的係統概念，探討瞭不同工廠間能量、副産品和水資源的協同利用。詳細闡述瞭難降解有機廢棄物的高級氧化技術（AOPs），如芬頓反應、臭氧氧化和濕式氧化（Wet Air Oxidation, WAO），如何在確保環境閤規的前提下，將高濃度廢液轉化為可迴收的中間體或能源。 第九章：碳捕集、利用與封存（CCUS）的工程集成 鑒於化學工業在$ ext{CO}_2$排放中的地位，本章對CCUS技術進行瞭深入的工程分析。不僅涵蓋瞭胺吸收法等傳統捕集技術，更側重於膜捕集與變溫吸附在低濃度煙氣流中的適用性。在“利用”方麵，重點分析瞭$ ext{CO}_2$氫化製甲醇或閤成氣（Syngas）的催化反應器設計，強調瞭將捕集的碳轉化為有價值化學品的經濟可行性。 結論：通往淨零排放的工程路綫圖 本書最後總結瞭實現化學工業淨零排放所需要的跨學科集成。強調瞭化工人纔在掌握傳統熱力學和動力學基礎的同時，必須深入理解數據科學、材料科學和生物技術的交叉融閤。本書為讀者提供瞭一個清晰的路綫圖，指導他們如何在下一代工廠的設計中，將經濟效率與地球承載力完美結閤。 --- 本書特點： 高度前瞻性： 專注於未來五到十五年內有望實現工業化的技術，而非對現有技術的重復描述。 工程導嚮： 理論闡述後緊跟工程化挑戰、設備選型和經濟性分析。 跨學科整閤： 深度融閤瞭過程工程、催化科學、環境科學和信息技術。
作者簡介
目錄資訊
讀後感
評分
評分
評分
評分
評分
用戶評價
评分
评分
评分
评分
评分
相關圖書
本站所有內容均為互聯網搜索引擎提供的公開搜索信息，本站不存儲任何數據與內容，任何內容與數據均與本站無關，如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度，google,bing,sogou 等
© 2026 qciss.net All Rights Reserved. 小哈圖書下載中心 版权所有