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| 編輯推薦： |
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2021年所教授的研究生化学反应工程课程被评为云南省优质课程，第2版结合人才培养、体现反应工程的新进展、新成果，特别是一些新技术、新型反应器在环境保护、三废治理方面的应用，在广度上注重与其它学科的交叉渗透，如生物反应过程、膜反应器、生物质能等开发工程等对该书进行修订，修正、补充不足。
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| 內容簡介： |
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本书以环境污染治理过程所涉及的化学反应工程基础理论为主线，阐述了污染治理过程涉及的化学反应工程基本原理和方法，并用案例说明了这些基本原理和方法在污染处理过程中的实际应用思路或途径。本书主要介绍了环境问题、环境反应工程的研究对象和主要任务以及研究方法;环境反应工程的基本原理，包括反应动力学和热力学特征、意义及分析方法;环境反应工程中的反应器及其主要特性，非理想流动模型的建立及应用；非均相反应过程，包括气固催化、液固以及流固非催化反应过程分析;环境反应工程中的热效应和能量衡算；反应器放大设计的基本方法以及案例分析等内容。本书力求避免烦琐的数学推导，着重于基本概念、基础知识和工程理念的阐述，并结合实际案例引导读者了解、熟悉和掌握废物处理过程的基本方法及工程化实现途径，可作为高等学校环境工程专业硕士、博士研究生教材，可供环境类专业及相关专业师生参阅，也可供从事相关行业的研发人员和工程技术人员参考。
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| 關於作者： |
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马丽萍，博士，教授，博士士生导师。主要研究方向为固体废物资源化综合利用。云南省化工学会理事、云南省再生经济产业开发研究会专家委员会委员及研究员，中国环境协会会员。昆明理工大学固废资源化及无害化创新团队首席教授。主持、参加了国家高技术发展计划（863）项目、国家自然基金、云南省自然基金、云南省教育基金、企业联合开发等20多个科研、技术攻关、技术服务项目，涉及精细化工、化学工程以及环境工程领域，参编教材一部（固体废物处理与处置实践教程，2万字），主编译著一部（吸附剂，原理及应用，高等教育出版社，40万字），专著两部（固体废物资源化工程原理，80万字，化学工业出版社；环境反应工程导论，60万字，化学工业出版社）发表论文100余篇，EI、SCI收录50余篇，发明专利授权20余项。
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| 目錄：
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第1章 绪论 1
1.1 环境反应工程的基本概念 1
1.1.1 环境与环境问题 1
1.1.2 污染控制与反应工程 3
1.1.3 环境反应工程的发展 4
1.2 环境反应工程的特征和研究对象 5
1.2.1 基本特征 5
1.2.2 主要对象和任务 6
1.3 环境反应工程的研究方法 8
1.3.1 实验研究与建模 8
1.3.2 数值模拟与仿真 8
1.3.3 工程放大与优化 10
1.4 环境反应工程的重要作用 11
第2章 环境反应工程的反应动力学 12
2.1 化学计量学及基础定义 12
2.1.1 化学计量方程 12
2.1.2 反应进度、转化率和膨胀因子 13
2.2 反应动力学的理论基础 16
2.2.1 均相反应动力学 16
2.2.2 非均相反应动力学 20
2.2.3 两类反应动力学方程的评价 24
2.2.4 动力学参数及其相互关系 25
2.2.5 温度对反应速率的影响 31
2.3 反应动力学的实验研究方法 32
2.3.1 实验研究的决策过程 32
2.3.2 实验的规划与设计 33
2.3.3 实验研究的数据处理与结果表示 35
2.3.4 实验反应器 41
2.4 应用案例分析 46
练习与思考 52
第3章 环境反应工程中的反应器及其主要特性 56
3.1 反应器概述 56
3.1.1 物质平衡与能量平衡 56
3.1.2 反应器类型与操作方式 59
3.1.3 反应器的设计方法 61
3.2 理想反应器的基本特性 62
3.2.1 间歇釜式反应器 63
3.2.2 连续釜式反应器 65
3.2.3 活塞流反应器 67
3.2.4 循环反应器 72
3.3 反应器中流体的非理想流动与混合特性 74
3.3.1 流体混合特性 74
3.3.2 返混及其作用 75
3.3.3 反应器组合与操作方式选择 76
3.4 停留时间分布 79
3.4.1 停留时间理论 79
3.4.2 停留时间分布的测定 80
3.4.3 停留时间分布统计特征 82
3.4.4 平推流反应器和全混流反应器的停留时间分布 83
3.5 反应器中非理想流动与模型的建立 85
3.5.1 反应器模型与分类 85
3.5.2 离析流模型 86
3.5.3 多级全混釜串联模型 86
3.5.4 轴向扩散模型 88
3.6 应用案例分析 89
练习与思考 97
第4章 环境反应工程中的非均相反应过程分析 100
4.1 流固相催化反应过程 100
4.1.1 流固相系统中的化学反应与传递现象 100
4.1.2 流固相催化反应步骤 102
4.1.3 流固相催化反应速率方程 104
4.1.4 动力学分析示例 110
4.2 流体与催化剂外表面间的传质和传热 117
4.2.1 流固相外部的传质过程 117
4.2.2 流固相外部的传热过程 119
4.3 流体在多孔催化剂中的扩散与反应 120
4.3.1 催化剂孔内的传质形式 120
4.3.2 催化剂孔内的传热过程 127
4.3.3 催化反应控制阶段的判别 129
4.4 本征动力学的实验确定 130
4.5 气液反应系统分析 132
4.5.1 气液反应过程机理 133
4.5.2 气液反应模型 133
4.5.3 不同反应过程动力学分析 135
4.6 流固非催化反应 139
4.6.1 基本特征 140
4.6.2 一般模型 141
4.6.3 缩核模型 144
4.7 生物反应过程 152
4.7.1 酶反应过程 153
4.7.2 米氏(Michaelis-Menten)方程 153
4.7.3 有抑制作用的酶催化反应动力学 155
4.7.4 微生物反应过程 156
4.7.5 生化反应器 160
4.8 应用案例分析 164
练习与思考 171
第5章 环境反应工程中的热效应和能量衡算 176
5.1 反应体系的化学平衡分析 176
5.1.1 化学平衡分析的意义 176
5.1.2 化学反应平衡的分析与计算 177
5.1.3 化学反应热平衡的分析基础 179
5.2 反应速率与温度的关系 183
5.2.1 Arrhenius 方程及其应用 183
5.2.2 温度对反应速率的影响 187
5.2.3 最优温度序列 191
5.3 反应过程的能量衡算 194
5.3.1 能量衡算式中的各项 194
5.3.2 非等温理想反应器的能量衡算 194
5.3.3 反应器热稳定性分析 211
5.4 应用案例分析 227
练习与思考 234
第6章 环境反应工程中的反应器放大设计方法 237
6.1 反应器放大方法 237
6.1.1 逐级经验放大法 237
6.1.2 部分解析法 238
6.1.3 数学模拟法 238
6.2 反应器放大设计 245
6.2.1 釜式反应器的放大设计 246
6.2.2 管式反应器的放大设计 248
6.2.3 反应器放大的影响因素 253
6.2.4 反应器设计计算方法 255
6.2.5 具有复杂失活机理的固定床催化反应器 269
6.3 多相反应器 274
6.3.1 流化床反应器 274
6.3.2 移动床反应器 279
6.3.3 气液固三相催化反应器 280
6.3.4 膜反应器 285
6.4 应用案例分析 289
6.4.1 典型废水处理工艺分析 289
6.4.2 典型废气处理工艺分析 292
6.4.3 固废处理中的反应工程 302
6.4.4 其他处理技术 310
练习与思考 311
参考文献 314
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| 內容試閱：
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前言
随着我国经济的飞速发展，环境污染问题日益突出，工业排放、车辆尾气排放、农业面源污染等问题日益严重，成为阻碍可持续发展的重要因素。环境保护已成为国家战略和民生工程。环境工程学科涉及污染物的分离、降解、转化，以及废物处理单元中有关质量、热量、动量传递和反应过程及环保设备设计，既与化学工程(特别是化学反应工程)的理论与实践密不可分，又具有其自身的学科特点。基于日益突出的环境污染问题，结合化学反应工程基础，顺应环境工程学科的发展特点，推动环境工程技术创新，形成具有环境反应工程特色的教材是十分必要的。
化学反应工程是昆明理工大学环境科学与工程学院的环境工程、资源环境科学专业本科、硕士研究生、博士研究生的学科基础课。在过去的教学中，都采用经典的化学反应工程教材，但此类教材中例题和思考题均是化工领域的案例，并不完全适合于环境工程学科的特定研究对象。为此，我们在借鉴诸多化学反应工程经典教材的基础上，编写出版了《环境反应工程导论》，力求突出环境学科特色，可作为环境类专业硕士研究生、博士研究生教材。
经过几年的教学实践，我们发现第1版中还有很多地方需要完善和改进。在修订过程中，对第1版的内容构成、突出要点、表述方式等进行了反复推敲，力图做到语言和基本概念更加准确，更突出环境学科的发展和特色。
环境污染治理工程主要是解决从污染产生、发展直到消除的全过程存在的有关问题和采取的防治措施。例如，确定和查明污染产生的原因，研究污染防治的原理和方法，设计消除污染的工艺流程，开发无公害能源和新型设备等。这些污染控制技术大多与反应工程密切相关，且有赖于反应工程的基础理论和技术支撑。本书延续前一版的构架，仍然以反应工程的基础理论为先导，包括化学反应动力学及热力学，均相反应与非均相反应过程，反应器放大设计等方面的基础知识，并应用这些知识分析讨论污染处理过程与反应器的核心和本质问题。同时，本书突出环境工程学科自身的特点，结合污染处理过程的技术进展，补充和完善化学反应热力学、动力学分析，增加了对污染治理非均相过程的气液反应过程和生物反应过程分析，进一步补充环境保护技术发展的典型污染治理技术案例，便于读者进一步了解、熟悉和掌握环境反应工程的基本原理和方法，加强理论和实际的联系，从而提高分析问题和解决问题的能力。
本书以2014年出版的《环境反应工程导论》为基础，总结第1版的使用情况和不足并进行修订。在此感谢第1版作者和为第1版形成过程中提供帮助的老师和同学。本书参考了化学反应工程领域诸多前辈的经典著作、教材和研究成果，在此深表感谢。本书的修订也得益于由作者主讲的“反应工程”云南省研究生优质课程的资助，在此一并表示感谢。感谢化学工业出版社各位编辑对本书提出的有益修改意见，感谢化学工业出版社对本书出版的大力支持。
限于编著者经验、水平及编写时间，且在教学中学生群体差异较大，书中难免存在不足与疏漏之处，敬请读者提出宝贵意见和建议，帮助我们进一步提高教学质量和改进教材。
编著者
前言（第1版）
由人类与自然环境之间的冲突而引发的全球世界范围的环境危机，使人类面临着空前严峻的挑战。基于物理、化学、物理化学、生物化学等基本理论，并从工程技术角度研究解决环境问题的环境工程学科应运而生。环境工程学科所涉及的废物的分离、降解、转化，以及废物处理单元中有关质量、热量、动量传递和反应过程，既与化学工程(特别是化学反应工程)的理论与实践密不可分，又具有环境工程学科自身的特点。
鉴于化学反应工程在环境工程学科中的重要性，昆明理工大学环境科学与工程学院早在2000年就将其列为环境工程专业硕士、博士研究生的学科基础课。但在以往的教学中，选用的教材大多为化工专业的经典化学反应工程教材。对于学科背景差异较大的环境工程专业硕士、博士研究生而言，不少同学在本科生阶段很少(甚至几乎没有)接受过诸如热力学、动力学、电化学、传递现象等化学反应工程基础课程的训练，若按传统的化学反应工程教材深度来讲授，由于缺乏相关基础知识，将使得这些学生难以很好地理解和掌握化学反应工程的基本原理，进而加以灵活应用。此外，现有经典化学反应工程教材中的例题和思考题均是化工领域的案例，尽管对环境工程专业的硕士、博士研究生可能有所启迪，但并不完全适合于环境工程学科的特定研究对象。因此，也有必要在充分借鉴化学反应工程理论体系和实践成果的基础上，编写一本反映环境工程学科特点的环境反应工程图书，用以满足环境工程专业硕士、博士研究生教学需要。
本书一方面重点介绍化学反应工程的理论体系，包括化学反应动力学及热力学，均相反应与非均相反应过程，理想反应器等方面的基础知识，并应用这些知识分析讨论废物处理过程与反应器的核心和本质问题；另一方面突出环境工程学科自身的特点，结合废物处理过程，补充和完善化学反应热力学、动力学分析，增加环保类工业催化剂的设计和废物处理的案例分析，便于读者进一步了解、熟悉和掌握环境反应工程的基本原理和方法，加强理论和实际的联系，从而增强分析问题和解决问题的能力。在编写方法上，力求避免繁琐的数学推导，着重基本概念、基础知识和工程理念的阐述。
本书编写过程中，书稿的资料整理得到本课题组全体研究生的大力协助，部分整理和录入由张杭、王倩倩、资泽成、周龙、谢龙贵、陈建涛、马俊等同学帮助完成。在此向他们表示感谢！
本书的编写得益于化学反应工程领域诸多前辈的经典著作、教材和研究成果的启发和支撑，本书的出版得到了化学工业出版社的大力支持和昆明理工大学研究生百门核心课程建设项目的资助。在此深表谢意！
由于编者水平有限，编写过程中的疏漏、不足之处在所难免，敬请专家、同行及读者批评指正。
编者
2013年8月于昆明理工大学
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