Principles of Chemical Reactor Analysis and Design

出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Mann, Uzi

页数:473

出版时间:2009-4

价格:723.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780471261803

具体描述

An innovative approach that helps students move from the classroom to professional practice This textoffers a comprehensive, unified methodology to analyze and design chemical reactors, using a reaction-based design formulation rather than the common species-based design formulation. The book's acclaimed approach addresses the weaknesses of current pedagogy by giving readers the knowledge and tools needed to address the technical challenges they will face in practice. Principles of Chemical Reactor Analysis and Design prepares readers to design and operate real chemical reactors and to troubleshoot any technical problems that may arise. The text's unified methodology is applicable to both single and multiple chemical reactions, to all reactor configurations, and to all forms of rate expression. This text also . . . Describes reactor operations in terms of dimensionless design equations, generating dimensionless operating curves that depict the progress of individual chemical reactions, the composition of species, and the temperature. Combines all parameters that affect heat transfer into a single dimensionless number that can be estimated a priori. Accounts for all variations in the heat capacity of the reacting fluid. Develops a complete framework for economic-based optimization of reactor operations. Problems at the end of each chapter are categorized by their level of difficulty from one to four, giving readers the opportunity to test and develop their skills. Graduate and advanced undergraduate chemical engineering students will find that this text's unified approach better prepares them for professional practice by teaching them the actual skills needed to design and analyze chemical reactors.

用户评价

《Principles of Chemical Reactor Analysis and Design》这本书在我深入学习化学反应器理论的过程中，起到了至关重要的作用，它以一种极为详尽和系统的方式，为我揭示了反应器工程的奥秘。书中对“反应器多相流特性”的分析，尤其让我受益匪浅。作者深入探讨了气-液、气-固、液-液、液-固以及三相反应器中的复杂流体力学现象，如泡状流、弹状流、环状流、颗粒悬浮、气泡聚并与破碎等，并详细分析了这些流型对传质、传热和反应速率的影响。例如，在气-液反应器中，作者对气泡尺寸、比表面积以及气液界面传质系数的计算和影响因素进行了深入的阐述，这对于优化气液两相反应器的设计至关重要。书中还对“催化剂反应器内的传质与传热”进行了深入剖析。作者详细阐述了颗粒内扩散、表面扩散、对流扩散等多种传质过程，以及它们对整体反应速率的限制作用。特别是对“达赫数”（Damköhler number）的引入和应用，让我能够量化评估不同传质过程对反应速率的影响程度，从而指导催化剂的选择和反应器设计。书中提供的案例研究，将这些复杂的理论概念与实际工程应用紧密结合，为我提供了一个具体的学习框架，让我能够更好地理解和应用所学的知识。

《Principles of Chemical Reactor Analysis and Design》是一本让我受益匪浅的书籍，它以一种前所未有的深度和广度，探讨了化学反应器的设计与分析。书中关于“反应器模型选择”的章节，为我提供了非常有价值的指导。作者详细比较了不同尺度的反应器模型，从简单的宏观模型到复杂的介观和微观模型，并分析了每种模型在描述反应器行为时的适用性和局限性。这种对模型选择的深入探讨，让我明白在进行反应器设计时，必须根据具体问题的复杂程度和所需的精度来选择最合适的模型，避免过度简化或过度复杂化。书中对“反应器性能评价指标”的分析也同样深刻，作者列举了多种评价反应器性能的指标，如转化率、选择性、空间时间收率、能量效率等，并详细阐述了这些指标之间的相互关系以及它们如何影响反应器的经济性和可持续性。我特别欣赏作者在讨论“反应器设计与优化”时，将多变量优化技术与反应器模型相结合的方法。例如，在优化固定床反应器的操作条件时，作者展示了如何利用模拟退火、遗传算法等优化算法，结合详细的反应器模型，来寻找最佳的操作参数，以实现最高的经济效益或最低的环境影响。这种将理论分析与计算方法相结合的思路，为解决复杂的反应器设计问题提供了有力的支撑。

《Principles of Chemical Reactor Analysis and Design》这本书是一部化学反应器领域的集大成之作，它以一种极为系统和深入的方式，为我提供了对反应器工程全面而深刻的理解。书中对“反应器安全设计与风险评估”的章节，令我尤为重视。作者详细阐述了反应器操作过程中可能存在的安全隐患，如 runaway 反应、热失控、压力过载、易燃易爆物料泄漏等，并提供了相应的预防措施和应急处理方案。书中对“反应器在线监测与控制”的探讨，也让我看到了现代化工生产的智能化趋势。作者介绍了多种先进的在线监测技术，如色谱分析、光谱分析、电化学传感器等，以及如何利用这些数据来实现对反应器操作过程的精确控制，以提高产品质量、降低能耗并确保生产安全。我尤其欣赏书中对“反应器放大与规模化生产”的详细论述。作者从传质、传热、混合以及流体力学等多个角度，分析了实验室规模到工业规模的放大过程中可能遇到的挑战，并提供了相应的工程解决方案，例如优化搅拌器设计、改进传热装置、采用特殊的反应器结构等。这本书不仅是知识的传递，更是能力的培养，它为我提供了解决实际工程问题所需的理论基础和实践指导。

《Principles of Chemical Reactor Analysis and Design》这本书在我学习化学反应器原理的过程中，为我打开了一扇全新的大门，它以一种极其详尽和系统的视角，让我对反应器工程有了更深刻的认知。书中关于“反应器效率的提升与优化”的探讨，是我最受启发的章节之一。作者深入分析了影响反应器效率的各种因素，如反应物浓度、温度、压力、催化剂活性、传质传热效率以及返混程度等，并提出了多种提高反应器效率的策略。例如，对于连续搅拌釜反应器（CSTR），作者介绍了如何通过增加反应器级数、优化进料方式以及调整操作条件来提高转化率和空间时间收率。对于管式反应器，作者则讨论了如何通过优化管径、壁厚以及采用高效传热技术来提高传热效率和控制温度分布。书中对“反应器设计中的经济性分析”的讲解，也让我认识到将科学理论与经济效益相结合的重要性。作者详细介绍了如何根据反应器的投资成本、运行成本、产品价值以及市场需求等因素，来进行反应器的经济性评估和优化，从而选择最具有经济竞争力的反应器设计方案。这本书为我提供了一个完整的反应器工程知识体系，也为我日后在实际工作中进行反应器设计和优化提供了宝贵的经验和方法。

《Principles of Chemical Reactor Analysis and Design》这本书无疑是化学反应器领域的一部经典之作，它以一种极其系统和全面的方式，为我揭示了反应器工程的内在逻辑和工程实践。书中对“反应器选型与优化”的阐述，为我提供了非常有价值的指导。作者从工艺要求、反应特性、操作条件、经济性以及安全性等多个维度，系统地分析了不同类型反应器的优劣势，并给出了具体的选型原则和优化策略。例如，对于气-液多相反应，作者详细对比了鼓泡塔、喷射塔、搅拌塔等不同反应器类型的传质效率、能耗以及操作灵活性，并对特定工艺条件下的最佳选择进行了深入的分析。书中关于“反应器放大效应及其控制”的讨论，也让我深刻认识到从实验室到工业生产的挑战。作者通过对表面积/体积比、混合效率、传热系数以及压降等关键参数的分析，清晰地解释了放大过程中可能遇到的问题，并提供了相应的工程对策，例如采用多级反应器、优化搅拌器设计、改进传热设备等。我特别欣赏书中对“反应器性能评估与诊断”的讲解，作者介绍了多种先进的评估方法，如过程模拟、机理建模以及数据分析技术，并强调了利用这些工具来识别反应器性能瓶颈、优化操作条件以及预测设备故障的重要性。这本书为我提供了一个全新的视角来审视反应器工程，也为我解决实际工程问题提供了强大的工具和理论支撑。

《Principles of Chemical Reactor Analysis and Design》无疑是一本在化学反应器领域具有里程碑意义的著作。它以一种极其系统和全面的方式，将反应器的分析与设计这两个核心环节融为一体，为读者提供了一个完整的知识框架。从宏观的反应器类型选择、物料衡算、能量衡算，到微观的反应动力学、传质传热过程，再到具体的反应器设计方程和优化策略，书中几乎涵盖了反应器工程的方方面面。我尤其欣赏作者在介绍不同反应器类型时，不仅详细列举了它们的结构特点和适用范围，还深入分析了它们各自的优缺点以及在实际应用中可能遇到的挑战。例如，对于固定床反应器，作者对床层压降、传热以及催化剂装填的均匀性等问题进行了详尽的阐述，并提供了相应的解决方案。对于流化床反应器，作者则深入探讨了颗粒的流化行为、气固传质传热以及其在催化反应中的优势和局限性。书中大量的图示和表格，将复杂的理论概念和工程参数清晰地呈现出来，大大降低了学习的难度。而且，书中提供的数学模型和计算方法，既严谨又实用，可以直接应用于实际工程问题中。这本书不仅适合初学者系统学习反应器工程的基础知识，对于经验丰富的工程师和研究人员来说，也是一本不可或缺的参考书，它能够帮助我们深化理解，开阔思路，并发现新的研究方向。

我最近有幸拜读了《Principles of Chemical Reactor Analysis and Design》，这本书简直是化学反应器领域的一部百科全书，内容之详实、讲解之透彻，远超我的预期。从最基础的反应动力学原理出发，循序渐进地深入到复杂的传质传热效应，再到各种典型反应器的设计与优化，作者似乎将化学反应器的一切都囊括其中。阅读过程中，我仿佛置身于一个庞大的知识殿堂，每一页都充满了智慧的启迪。书中的数学模型构建清晰，推导严谨，即使是初次接触复杂动力学方程的读者，也能在作者的引导下逐步理解其背后的物理意义。特别是关于非均相反应器部分，作者对于催化剂颗粒内扩散、表面反应动力学以及宏观传质的结合分析，给出了令人信服的论证和实用的计算方法，这对于我理解和设计实际催化反应器至关重要。书中列举的大量案例分析，更是将理论知识与工程实践紧密结合，让我得以一窥反应器设计在工业生产中的实际应用，也为我今后可能遇到的各种挑战提供了宝贵的思路和解决方案。书中的图表设计也非常精良，将抽象的数学概念和复杂的工程流程可视化，极大地增强了可读性和理解效率。总而言之，这本书不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的导师，在我探索化学反应器世界的道路上，给予了我最坚实的支持和最明智的指引。我强烈推荐所有从事化学工程、催化科学以及相关领域研究和开发的专业人士阅读此书，它必将极大地提升您在该领域的认知水平和解决实际问题的能力。

《Principles of Chemical Reactor Analysis and Design》这本书无疑是化学反应器工程领域的宝藏，它以一种令人信服的深度和广度，将理论分析与工程实践紧密地融合在一起。书中对于“反应器选择与初步设计”的章节，为我提供了非常清晰的思路。作者从工艺需求、反应特性、物料性质以及经济可行性等多个维度，系统地分析了如何选择最合适的反应器类型。例如，对于气-固催化反应，作者详细对比了固定床反应器、流化床反应器和移动床反应器在传质、传热、催化剂操作和操作灵活性方面的优劣，并给出了具体的选择建议。书中关于“反应器放大效应”的讨论，也让我茅塞顿开。作者通过对表面积/体积比、传热系数、混合效率和压降等关键参数的分析，清晰地解释了为什么实验室规模的反应器性能往往难以直接推广到工业规模，并提供了克服放大效应的工程对策。我尤其赞赏书中对“反应器操作优化”的探讨，作者不仅介绍了传统的优化方法，还引入了基于过程模拟和机器学习的先进优化技术。例如，在优化连续搅拌釜反应器（CSTR）的操作条件时，作者展示了如何利用响应面法和遗传算法，结合反应动力学模型，来寻找能够最大化产物收率或最小化生产成本的最佳操作参数。这本书为我提供了一个全新的视角来审视反应器工程，也为我解决实际工程问题提供了强大的工具和理论支撑。

《Principles of Chemical Reactor Analysis and Design》这本书在我学习化学反应器原理的过程中，扮演了极其重要的角色。它不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的导师，带领我一步步深入理解这个复杂而迷人的领域。书中对“反应器热效应的控制”的阐述，令我印象最为深刻。作者详细分析了吸热反应和放热反应在反应器内可能引起的温度变化，以及这些温度变化对反应速率、产物选择性和催化剂活性的影响。对于放热反应，书中提供了多种有效的散热方法，包括夹套冷却、内盘管冷却、再沸器、以及使用稀释剂等，并对各种方法的优缺点进行了详细的比较和分析。对于吸热反应，作者则介绍了如何通过外部加热、内部加热以及使用高效传热材料来提供所需的反应热，并强调了优化传热设计对于提高反应器效率和稳定性的重要性。书中对“反应器内部流体力学特性”的细致描绘，也极大地拓展了我的视野。作者不仅介绍了不同反应器类型（如管式反应器、釜式反应器、固定床反应器、流化床反应器等）的典型流型，还深入分析了这些流型对传质、传热和反应速率的影响。特别是关于“返混”和“死区”的讨论，让我对反应器内部宏观混合程度的认识有了质的飞跃。这本书为我提供了一个完整的反应器工程知识体系，也为我日后在实际工作中解决反应器设计和优化问题奠定了坚实的基础。

《Principles of Chemical Reactor Analysis and Design》这本书在化学反应器分析与设计领域树立了一个新的标杆，它不仅仅是对现有知识体系的梳理，更是对未来发展方向的深刻洞察。作者在书中对反应器失活机制的深入剖析，以及针对不同失活模式提出的抑制策略和再生方法，令我印象深刻。例如，关于催化剂焦炭化失活的讨论，不仅详细阐述了其发生的微观机理，还提供了多种通过优化操作条件、催化剂载体改性甚至设计特殊反应器结构来延缓或逆转失活的途径。这对于延长催化剂寿命、提高生产连续性和降低运行成本具有直接的指导意义。此外，书中对流体力学在反应器内的影响进行了详尽的分析，特别是在处理非均相反应器中的混合、传质和传热效率时，作者提出的基于计算流体力学（CFD）的仿真方法，为解决这些复杂问题提供了强大的工具。我特别欣赏书中关于“反应器放大效应”的讨论，作者通过对表面积体积比、混合效率和传热能力的系统性分析，揭示了实验室规模反应器到工业规模反应器在性能上可能存在的巨大差异，并提供了如何有效地进行规模化设计的指导原则。这本书的价值在于其理论的深度和实践的可操作性的完美结合，它不仅是知识的传递，更是能力的培养。我从中学习到了如何更系统、更全面地思考反应器设计中的每一个环节，如何运用科学的方法去分析问题，并提出切实可行的解决方案。