Trickle Bed reactors; Reactor Engineering & Applications pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Elsevier Science

作者:Vivek V. Ranade

出品人:

页数:284

译者:

出版时间:2010-08-27

价格:USD 204.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780444527387

丛书系列:

图书标签:

反应器工程
trickle bed reactors
化工反应器
传质
传热
化工过程
催化反应
工业催化
化工设备
反应工程

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到小哈图书下载中心

qciss.net

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

This book provides a hybrid methodology for engineering of trickle bed reactors by integrating conventional reaction engineering models with state-of-the-art computational flow models. The content may be used in several ways and at various stages in the engineering process: it may be used as a basic resource for making appropriate reactor engineering decisions in practice; as study material for a course on reactor design, operation, or optimization of trickle bed reactors; or in solving practical reactor engineering problems.

Facilitates development of high fidelity models for industrial applications

Facilitates selection and application of appropriate models

Guides developmentand application of computational models to trickle beds

动态反应器工程：过程强化与可持续发展的关键动态反应器，作为化学工程领域中一类极具潜力的反应器技术，以其独特的周期性操作模式，为复杂化学过程的强化和优化提供了前所未有的机遇。与传统的稳态运行反应器不同，动态反应器通过在不同操作阶段之间切换，能够更精细地控制反应条件，从而在提高转化率、选择性，降低能耗、减少副产物等方面展现出显著优势。本手册旨在深入探讨动态反应器在工程设计、操作优化、规模放大及其在诸多工业应用中的关键作用，为研究人员、工程师以及对过程强化和可持续发展感兴趣的读者提供全面的技术指南。第一章：动态反应器理论基础与分类本章将从动态反应器的基本概念入手，阐释其与稳态反应器在传质、传热、反应动力学等方面的根本区别。我们将深入剖析周期性操作如何影响反应速率、平衡转化率以及产品分布，并介绍多种先进的动力学建模技术，包括伪稳态近似、瞬态动力学模型以及计算流体动力学（CFD）的应用，以期精确预测和理解动态反应器的行为。根据操作模式和结构特点，动态反应器可被划分为几大类。其中，周期吸附反应器（Pressure Swing Adsorption, PSA）和温度变动吸附反应器（Temperature Swing Adsorption, TSA）是最为经典的代表，广泛应用于气体分离领域。它们利用吸附剂对不同组分吸附能力的差异，通过周期性地改变压力或温度来实现组分的分离。本章将详细介绍这些技术的基本原理、吸附动力学、平衡关系以及典型的吸附剂材料。另一类重要的动态反应器是移动床反应器（Moving Bed Reactors）。这类反应器中，催化剂或吸附剂以连续或半连续的方式移动，而反应物则在固定或移动的流体相中进行。移动床反应器能够实现催化剂的连续再生或补充，从而保持反应器的长期高效运行。我们将探讨其设计要素，包括颗粒流动力学、床层压降以及催化剂/吸附剂的输运机制。此外，膜反应器（Membrane Reactors），特别是那些采用渗透膜实现产物分离或反应物引入的动态模式，也属于这一范畴。通过在反应器内集成膜技术，可以打破化学平衡的限制，提高反应物的转化率，并同时实现目标产物的原位分离，从而简化后处理流程。本章将详细阐述不同类型的膜（如致密膜、多孔膜）在反应器中的应用，以及膜传质动力学与反应动力学的耦合作用。第二章：动态反应器工程设计与优化成功的动态反应器设计需要对传质、传热和反应动力学进行精密的耦合分析。本章将系统介绍动态反应器的设计流程，包括反应器本体设计、吸附剂/催化剂选择、流体分配系统以及控制策略的制定。我们将重点讨论如何根据具体的反应体系和分离需求，优化反应器结构参数，如床层高度、直径、颗粒尺寸分布等，以最大化传质和传热效率，并最小化压降。吸附剂/催化剂的优化选择是动态反应器性能的关键。本章将回顾不同类型吸附剂（如沸石、活性炭、金属有机框架材料MOFs）和催化剂（如多相催化剂）的特性，并介绍如何通过改性或复合技术，提高其选择性、容量、稳定性和再生性能。同时，我们将讨论催化剂/吸附剂的床层结构设计，包括固定床、移动床、流化床等，以及它们对传质传热效率的影响。过程模拟与优化是实现动态反应器最优性能不可或缺的工具。本章将介绍多种数值模拟方法，包括基于守恒方程的解析方法、数值求解器以及基于代理模型的机器学习方法。我们将演示如何利用这些工具对动态反应器的操作参数（如周期时间、进料流量、温度、压力）进行优化，以实现能量消耗最小化、产品收率最大化以及设备寿命延长等目标。多目标优化算法的应用，如遗传算法和粒子群优化算法，将是实现复杂优化问题的重点。第三章：动态反应器在工业中的应用动态反应器以其独特的优势，在众多工业领域中展现出巨大的应用潜力。本章将深入探讨其在不同行业的典型应用案例。在气体分离与纯化领域，PSA和TSA技术已成为分离空气、氢气、天然气等重要气体的关键技术。例如，在空气分离中，PSA技术能够高效地生产高纯度氮气和氧气，广泛应用于食品包装、医疗保健和工业生产。在炼油和石化行业，PSA技术用于氢气的纯化，以满足加氢处理等工艺的需求。我们将详细分析这些应用中的工艺流程、设备配置以及经济技术效益。在催化反应中，动态反应器为许多高选择性、高转化率的化学反应提供了新的解决方案。例如，膜反应器在氨合成、甲烷重整等反应中，通过原位移除产物，有效打破平衡限制，提高转化率。周期操作反应器，如间歇流动反应器（IFR）和脉冲流反应器（PFR），能够实现对复杂反应路径的精细控制，减少副产物的生成，提高目标产物的选择性。本章将重点介绍在精细化工、制药和环保领域的具体应用，如选择性氧化、加氢、脱氢反应等。能源领域也是动态反应器大展身手的舞台。例如，在生物质转化过程中，利用动态反应器可以实现高效的生物质气化、裂解和焦油的去除，从而提高合成气（syngas）的质量和产率。在燃料电池中，动态操作策略可以提高质子交换膜燃料电池（PEMFC）的性能和寿命。此外，在碳捕获与封存（CCS）技术中，动态吸附过程是实现二氧化碳高效分离的关键。第四章：先进动态反应器技术与未来展望随着科学技术的不断发展，动态反应器领域也在不断涌现出新的技术和理念。本章将聚焦于微型动态反应器（Microreactors）和模块化动态反应器（Modular Reactors）。微型反应器因其极高的比表面积和精确的传质传热控制能力，在精细化工、制药等领域展现出巨大的优势，其周期性操作更是能够实现难以置信的选择性。模块化反应器则通过集成多个小型反应单元，提供高度的灵活性和可扩展性，能够快速响应市场需求的变化。人工智能（AI）与机器学习（ML）在动态反应器领域的应用正日益广泛。本章将探讨如何利用AI/ML技术进行反应器性能预测、故障诊断、实时优化以及自主控制，从而进一步提升动态反应器的运行效率和可靠性。数字孪生（Digital Twin）技术，即创建一个与物理反应器实时同步的虚拟模型，也将是实现智能制造和预测性维护的关键。最后，本章将对动态反应器技术的未来发展方向进行展望。这包括绿色化学理念的深入融合，开发更环保、更节能的动态反应过程；新材料的开发，如新型吸附剂、催化剂以及先进的膜材料，将进一步拓展动态反应器的应用范围；以及过程集成与系统优化，将动态反应器与其他单元操作进行深度耦合，实现整个生产流程的优化。总而言之，动态反应器技术是推动现代化学工业向更高效、更经济、更可持续方向发展的关键驱动力之一。本手册将为读者提供一个全面、深入的学习平台，以期激发更多创新性的研究和应用，为解决全球性的能源、环境和资源挑战贡献力量。