《微界面傳質強化技術》是2020年化學工業出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：微界面傳質強化技術
- 作者：張志炳
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間：2020年
- ISBN：9787122362865
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《微界面傳質強化技術》是《化工過程強化關鍵技術叢書》的一個分冊。
強化傳質是強化化學反應的主要技術手段之一。本書從傳質基本理論出發，系統論述了氣-液、氣-液-液、氣-液-固、液-液、液-液-固、氣-液-液-固等多相體系在微米尺度上的相際傳質現象與行為特徵，闡述微界面傳質對多相反應過程強化的科學機理、調控手段、設備結構和影響規律。主要內容既涉及微界面內涵和微氣泡、微液滴的製備技術，又包括對數以億計的微顆粒（氣泡或液滴）及其形成的微界面體系的測試和表征技術，以及微界面傳質強化與反應強化的構效調控原理，同時以若干典型實例介紹微界面傳質強化技術在不同工業領域的套用。本書還介紹了相關技術在實際工程套用過程中所延伸的各種工藝、材料、裝備及技術對策。
《微界面傳質強化技術》既有新概念、新理論，又有新方法、新技術，還有開發的數學模型和套用實例，全書內容豐富、層次清晰、圖文並茂、文字流暢。可供化工、能源、材料、環境、食品等過程工程領域科技人員閱讀，也可供高等學校相關專業師生參考。
圖書目錄
第一章 緒論/1
第一節 引言 1
第二節 界面傳質與反應 2
一、經典氣-液傳質理論簡介 3
二、修正的經典模型 6
三、湍流旋渦理論 7
第三節 基於微通道和外場的傳質強化 9
一、概述 9
二、基於微通道的傳質強化 9
三、基於超重力場的傳質強化 10
四、基於超音波的傳質強化 11
五、基於電磁波的傳質強化 12
第四節 基於機械能的傳質強化 14
一、撞擊流傳質強化 14
二、噴霧傳質強化 18
三、氣-液混流泵傳質強化 22
參考文獻 24
第二章 微界面傳質強化的基本理論問題/31
第一節 概述 31
第二節 微界面的涵義 32
一、微顆粒與微顆粒體系 32
二、宏顆粒與宏顆粒體系 33
三、微界面與微界面體系 33
四、宏界面與宏界面體系 34
第三節 微界面傳質強化和反應強化概念 35
一、氣液相界面積的強化 37
二、氣泡平均停留時間的強化 39
第四節 微界面反應強化原理 44
一、氣膜傳質係數kG 45
二、液膜傳質係數kL 47
第五節 τs和δL的確定 53
一、τs的確定 53
二、δL的確定 53
三、靜止水中空氣微氣泡的τs和δK計算 54
四、空氣微氣泡在水中的上升速度實驗值 56
五、液膜（傳質邊界層）δL的計算 57
第六節 催化劑的表面液膜傳質係數ks 59
第七節 微氣泡的內壓 59
第八節 微氣泡的碰撞與聚並 62
一、微氣泡的碰撞頻率 62
二、微氣泡的聚並效率 64
參考文獻 74
第三章 Marangoni效應及其界面微結構/79
第一節 Marangoni界面湍動 79
第二節 Marangoni界面微結構的形成與尺度 80
一、Marangoni界面湍動的形成 80
二、界面湍動現象的表現形式 82
第三節 液-液傳質過程中的Marangoni界面微結構 84
一、液-液傳質過程中的Marangoni界面微結構 84
二、Marangoni界面湍動微結構對液-液傳質的影響 91
第四節 氣-液Marangoni效應與界面微結構 92
一、氣-液傳質過程中的Marangoni界面微結構 93
二、氣-液Marangoni界面微結構對傳質的影響 97
第五節 Marangoni界面湍動與界面微結構的表征 99
一、示蹤劑法 99
二、粒子成像測速法 100
三、光學觀測法 100
第六節 Marangoni效應對傳質設備效率的影響 102
參考文獻 104
第四章 氣-液微顆粒製備技術/111
第一節 概述 111
第二節 微氣泡的主要理化特徵 112
第三節 氣泡的產生、發展與潰滅機理 113
一、微氣泡的形成與振盪 113
二、孔口鼓泡和微氣泡平動 114
三、微流道中的兩相流型 115
四、微氣泡的溶解潰滅 116
第四節 微氣泡的製備技術 116
一、溶氣-釋氣法 117
二、微孔曝氣法 118
三、引氣-散氣法 120
四、微流控方法 123
五、超聲/聲壓法 128
六、電解法 130
第五節 微液滴製備技術 132
一、概述 132
二、填充床法 133
三、超重力法 135
四、多相流法 137
五、氣動法 151
六、電動法 152
七、微液滴製備的其他方法 156
第六節 微型乳液製備技術 158
一、概述 158
二、乳液的分類 159
三、機械法 159
四、雙T型微通道法 160
五、多重流動聚焦 162
六、膜乳化技術 165
七、填充床法 168
八、溫變轉相法 169
第七節 乳液的穩定性與破乳 170
一、奧氏熟化現象 171
二、過處理問題 172
三、破乳 172
第八節 反氣泡製備技術 173
一、概述 173
二、製備方法 176
三、反氣泡穩定性 178
四、反氣泡運動控制 179
參考文獻 180
第五章 Q-CT法測試技術 / 195
第一節 概述 195
第二節 毫米-厘米級氣泡顆粒測試技術 196
一、毫米-厘米級群顆粒測試技術現狀 196
二、基於分水嶺算法的氣-液顆粒群圖像分析技術 197
三、氣-液顆粒群實驗裝置及圖像拍攝 201
四、粘連氣泡與重疊氣泡 202
五、粘連氣泡的分水嶺分割 202
六、結果與討論 210
七、小結 214
第三節 微氣泡測試技術 214
一、實驗裝置 214
二、樣品分析 217
三、結果與討論 223
四、小結 226
第四節 液相微顆粒體系測試技術研究 226
一、背景及原理 226
二、試劑與測試儀器 229
三、實驗步驟 231
四、測試與表征 231
第五節 誤差校正 234
參考文獻 234
第六章 微界面體系線上成像測量技術 / 239
第一節 概述 239
第二節 OMIS 系統簡介 241
一、OMIS 系統組成 241
二、OMIS 成像原理及放大倍率 241
第三節 OMIS 數據採集與測定方法 242
一、視頻採集 242
二、視頻及圖片的標尺確定 243
三、微顆粒群粒徑分布統計 244
第四節 微界面固定床反應器內微顆粒的測試 248
一、測試裝置簡介 248
二、微界面固定床顆粒特性測試實例 250
三、視頻採集及處理 250
四、結果與討論 250
第五節 微界麵漿態床反應器內微顆粒測試 255
一、試驗裝置 255
二、視頻採集 256
三、結果與討論 256
參考文獻 265
第七章 微界面體系構效調控數學模型 / 267
第一節 概述 267
第二節 微界面體系氣泡尺度構效調控數學模型 268
一、微界面體系氣泡的聚並與破裂 268
二、d32 計算模型和半經驗關聯式 271
三、微界面體系氣泡Sauter 平均直徑通用數學模型 273
四、dmax 和dmin 理論研究 279
五、微界面機組能量耗散率數學模型 283
第三節 氣-液微界面體系氣含率構效調控數學模型 287
一、氣含率研究進展 287
二、微界面體系氣含率通用數學表達式 288
三、微界面體系氣泡平均上升速度數學表達式 288
四、微界面體系氣含率構效調控數學模型 292
第四節 微界面體系氣液相界面積構效調控數學模型 292
一、氣液相界面積研究進展 292
二、微界面體系氣液相界面積一般數學表達 294
三、微界面體系氣液相界面積構效調控數學模型 294
第五節 微界面體系傳質係數構效調控數學模型 295
一、微界面體系傳質概述 295
二、微界面體系氣側傳質係數構效調控數學模型 295
三、微界面體系液側傳質係數構效調控數學模型 297
四、微界面體系液-固傳質係數構效調控數學模型 298
第六節 微界面氣-液-固反應體系巨觀反應速率構效調控數學模型 299
一、巨觀反應速率通用表達式 299
二、不考慮催化劑內擴散的巨觀反應速率模型 300
三、考慮催化劑內擴散的巨觀反應速率模型 301
參考文獻 302
第八章 微界面反應體系參數的影響/311
第一節 概述 311
第二節 體系理化參數估算 312
一、氣相擴散係數 312
二、液相擴散係數 313
第三節 理化參數對微界面體系界面傳質的影響 313
一、液相密度的影響 314
二、液相動力黏度的影響 318
三、表面張力的影響 321
四、空氣-乙醇-水體系 325
第四節 氣液比的影響 329
一、氣泡Sauter平均直徑 330
二、氣泡平均上升速度和氣含率 330
三、氣液相界面積 331
四、液側傳質係數和液側體積傳質係數 332
五、氣側傳質係數和氣側體積傳質係數 332
第五節 操作壓力的影響 333
一、氣泡Sauter平均直徑 333
二、氣泡平均上升速度 335
三、氣含率 335
四、氣液相界面積 335
五、液側傳質係數和液側體積傳質係數 337
六、氣側傳質係數和氣側體積傳質係數 338
七、甲醇羰基化反應體系巨觀反應速率 340
第六節 操作溫度的影響 341
一、液相動力黏度 341
二、表面張力 342
三、氣泡Sauter平均直徑 342
四、氣泡平均上升速度 342
五、氣含率 343
六、氣液相界面積 344
七、液側傳質係數和液側體積傳質係數 345
八、氣側傳質係數和氣側體積傳質係數 346
九、甲醇羰基化反應體系巨觀反應速率 347
參考文獻 348
第九章 微界面氣-液體系的理化特性/349
第一節 概述 349
第二節 微界面氣-液體系的結構與特徵 350
第三節 微界面氣-液體系的物理特性 351
一、壓力特性 351
二、傳質特性 351
三、溶解性能 352
四、遷移特性 352
五、電學特性 353
六、表面特性 355
七、流變行為 355
八、力學特性 355
九、收縮特性 356
十、其他物理特性 356
第四節 微界面氣-液體系的化學特性 357
一、氣-液體系的微界面自由基的形成 357
二、微氣泡引起的特異性化學反應 358
三、水處理相關反應特性 359
四、生化反應特性 368
第五節 微氣泡與生命起源 369
參考文獻 373
第十章 微界面傳質強化技術的套用/379
第一節 概述 379
第二節 在石化生產方面的套用 379
一、漿態床反應器渣油加氫 379
二、間二甲苯空氣氧化合成間甲基苯甲酸 395
第三節 在精細化學品生產方面的套用 402
一、蒎烷氫過氧化物生產 402
二、二氫月桂烯醇水合反應過程 409
第四節 在藥物原料合成方面的套用 415
一、對乙醯氨基酚生產 415
二、農藥原料乙烯利生產過程 420
第五節 在“三廢”處理方面的套用 426
一、NOx廢氣的資源化治理 426
二、高鹽廢水濕式氧化 431
參考文獻 439
後記/443
索引/447
