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第1章 绪论 1

1.1无机材料反应工程学概述 1

1.1.1反应工程学发展概况 1

1.1.2无机材料工业生产过程特点 2

1.1.3无机材料反应工程学的形成 2

1.2无机材料反应工程学的任务与研究内容 3

1.2.1无机材料反应工程学与其他学科的关系 3

1.2.2无机材料反应工程学的任务 5

1.2.3无机材料反应工程学的研究内容 5

1.3无机材料反应工程学的研究方法 6

1.3.1经验模型法 6

1.3.2机理模型法 26

1.3.3混合模型法 29

第2章 无机材料工业反应动力学 31

2.1无机材料工业反应动力学概述 31

2.1.1无机材料工业反应动力学研究对象 31

2.1.2无机材料工业反应动力学研究内容 31

2.1.3无机材料工业反应动力学研究方法 32

2.2无机材料工业反应动力学基础 32

2.2.1均相反应动力学基础 32

2.2.2非均相反应动力学基础 39

2.3无机材料固相反应动力学 41

2.3.1无机材料固相反应 41

2.3.2固相反应一般动力学方程 45

2.3.3受化学反应控制的固相反应动力学方程 46

2.3.4受扩散控制的固相反应动力学方程 48

2.3.5受扩散-反应控制的固相反应动力学方程 51

2.3.6固相反应动力学实例 52

2.4无机材料气固催化反应动力学 54

2.4.1概述 54

2.4.2等温催化剂的有效因子、反应级数和活化能 58

2.4.3气固催化反应动力学方程 59

2.5无机材料气液反应动力学 64

2.5.1概述 64

2.5.2气液反应动力学方程 64

2.6无机材料气液固三相反应动力学 67

2.6. 1概述 67

2.6.2气液固三相反应动力学方程 68

第3章 传统硅酸盐材料反应动力学 70

3.1无机材料烧结反应动力学 70

3.1.1概述 70

3.1.2固相烧结动力学 71

3.1.3液相烧结动力学 75

3.1.4晶粒生长与二次再结晶动力学 77

3.1.5热压烧结动力学 79

3.2玻璃熔制过程动力学 80

3.2.1概述 80

3.2.2玻璃熔制过程五个阶段 81

3.2.3玻璃熔制过程中的物理化学变化 81

3.2.4玻璃熔制过程动力学 84

3.3水泥熟料烧成动力学 92

3.3.1水泥熟料烧成过程 92

3.3.2水泥熟料烧成过程物理化学变化 96

3.3.3水泥熟料烧成动力学 101

3.4硅酸盐材料受蚀过程动力学 108

3.4.1硅酸盐水泥及其制品受蚀过程动力学 108

3.4.2硅酸盐玻璃受蚀过程动力学 114

3.4.3硅酸盐耐火材料受蚀过程动力学 117

第4章 无机材料工业反应器 119

4.1无机材料工业反应器基础 119

4.1.1工业反应器类型 119

4.1.2反应器内物料的流动 121

4.1.3物料在反应器内的停留时间分布 126

4.2固定床反应器 134

4.2.1概述 134

4.2.2固定床反应器的传递特性 135

4.2.3固定床反应器的数学模型 141

4.3气液反应器 146

4.3.1概述 146

4.3.2气液反应器的传递特性 146

4.3.3气液反应器的数学模型 150

4.4流化床反应器 151

4.4.1概述 151

4.4.2流化床反应器的传递特性 155

4.4.3流化床的数学模型 164

4.5气液固反应器 168

4.5.1概述 168

4.5.2气液固反应器的传递特性 168

4.5.3气液固反应器的数学模型 171

第5章 传统硅酸盐材料工业反应器 174

5.1回转式反应器 174

5.1.1概述 174

5.1.2回转式反应器的传递特性 174

5.1.3回转式反应器的数学模型 184

5.2玻璃熔窑 190

5.2.1概述 190

5.2.2玻璃熔窑的传递特性 191

5.2.3玻璃熔窑的数学模型 195

5.3陶瓷窑炉 199

5.3.1概述 199

5.3.2陶瓷窑炉的传递特性 203

5.3.3陶瓷窑炉综合模拟数学模型 209

第6章 无机材料工业反应器的工程放大与优化 216

6.1反应器工程放大概述 216

6.1.1反应器工程放大的意义 216

6.1.2反应器工程放大的基本步骤 216

6.1.3反应器工程放大的方法 217

6.2反应器的工程放大 217

6.2.1逐级经验放大法 218

6.2.2数学模拟放大 219

6.2.3部分解析放大法 228

6.2.4相似放大法 229

6.2.5小结 232

6.3化学反应过程与设备的优化 232

6.3.1反应过程的优化 233

6.3.2反应器最优化模型 236

6.3.3最优化方法 238

6.3.4设计与操作控制最优化 242

6.3.5最优化装置实例——低阻高效预热器旋风筒的优化设计 244

6.4反应器的热稳定性 249

6.4.1反应器热稳定性的判断 249

6.4.2反应器的生热曲线 250

6.4.3反应器的去热曲线 250

6.4.4提高反应器热稳定性的途径 251

第7章 无机材料工业反应器设计 253

7. 1概述 253

7.1.1设计目标 253

7.1.2反应器设计的基本内容 253

7.1.3反应器设计的基本方法 254

7.1.4反应器设计计算的基本方程式 255

7.2理想反应器的设计计算 257

7.2.1间歇理想搅拌釜的设计计算 257

7.2.2平推流反应器的设计计算 262

7.2.3全混流反应器的设计计算 263

7.3气液反应器的设计计算 264

7.3.1填料塔式反应器的设计计算 264

7.3.2鼓泡塔式反应器的设计计算 267

7.4固定床反应器的设计计算 270

7.4.1固定床反应器类型 270

7.4.2拟均相固定床反应器的计算 271

7.5流化床反应器的设计计算 274

7.5.1流化床直径与操作速率的确定 274

7.5.2流化床扩大段直径D'的确定 276

7.5.3流化床高度的确定 277

7.6陶瓷炉的设计计算 278

7.6.1设计前的准备工作 278

7.6.2窑型结构、尺寸的设计 279

7.6.3烟囱的设计计算 281

7.6.4隧道窑的热膨胀计算 283

7.7玻璃熔窑的设计计算 283

7.7.1熔化率的确定 284

7.7.2熔化池的设计 284

7.7.3火焰空间的设计 285

7.7.4流液洞的设计 285

7.7.5冷却部（工作池）的设计 286

7.7.6小炉的设计 286

7.7.7蓄热室的设计 287

第8章 无机材料工业技术开发 289

8.1概述 289

8.1.1无机材料工业反应技术 289

8.1.2无机材料工业反应技术开发方法 290

8.1.3无机材料工业反应技术开发步骤 291

8.1.4放大程度与开发周期 292

8.1.5技术经济评价 293

8.2反应-分离耦合催化反应新技术 304

8.2.1催化精馏技术 304

8.2.2膜反应器 306

8.3水泥工业技术开发 307

8.3.1概述 307

8.3.2窑外分解回转窑烧成水泥熟料技术发展 308

8.3.3流化床烧成水泥熟料技术 312

8.4陶瓷工业技术开发 314

8.4.1陶瓷工业烧嘴技术开发 314

8.4.2辊道窑耐火材料开发 317

8.4.3液压机技术开发 319

8.4.4陶瓷色釉料生产技术开发 320

8.4.5建筑卫生陶瓷表面装饰技术开发 322

8.5玻璃工业技术开发 324

8.5.1概述 324

8.5.2浮法玻璃工艺新技术 328

8.5.3玻璃熔窑与熔制新技术 332

参考文献 336