第一章 流态化过程工程及其发展 1
1.1 流态化力学特性 2
1.1.1 流态化现象 2
1.1.2 流态化类型 14
1.1.3 流体与颗粒相互作用 23
1.1.4 流态化特征参数 31
1.1.5 物料特征参数 44
1.2 流态化传递特性 46
1.2.1 流体与颗粒间的传递过程 46
1.2.2 流化床的热量传递 68
1.2.3 流化床的质量传递 87
1.3 流态化应用及其发展 89
1.3.1 标志性流态化过程 89
1.3.2 技术发展历程 95
1.3.3 经验与期待 99
1.4 小结与评述 102
参考文献 103
第二章 非金属矿流态化焙烧过程 113
2.1 碳酸盐热解 113
2.1.1 热解条件 113
2.1.2 碳酸盐热解过程 119
2.2 硫酸盐焙烧 125
2.2.1 概述 125
2.2.2 热解制酸生产过程 127
2.2.3 热解制酸联产水泥过程 129
2.3 硅酸盐煅烧 130
2.3.1 煅烧高岭土概述 130
2.3.2 煅烧工艺技术 134
2.4 硼镁矿物煅烧热解 138
2.4.1 工艺原理 138
2.4.2 工艺过程 140
2.5 硫铁矿焙烧 141
2.5.1 焙烧过程原理 141
2.5.2 流态化焙烧过程 143
2.6 小结与评述 147
参考文献 148
第三章 金属矿物流态化焙烧过程 150
3.1 氧化焙烧 150
3.1.1 全氧化焙烧 151
3.1.2 半氧化焙烧 155
3.1.3 氧化-还原焙烧 159
3.2 硫酸化焙烧 161
3.2.1 理论基础 161
3.2.2 锌精矿焙烧 164
3.2.3 铜精矿焙烧 168
3.2.4 硫化金精矿焙烧 170
3.2.5 含钴矿物焙烧 173
3.3 还原焙烧 177
3.3.1 概述 177
3.3.2 贫赤铁矿磁化焙烧 182
3.3.3 直接还原炼铁 191
3.3.4 熔态还原炼铁 197
3.3.5 氧化镍矿还原焙烧 201
3.4 氯化焙烧 203
3.4.1 概述 203
3.4.2 高钛渣氯化制四氯化钛 206
3.5 加盐焙烧 210
3.5.1 热力学基础 210
3.5.2 石煤钠化焙烧提钒 212
3.5.3 离析法焙烧 218
3.6 小结与评述 224
参考文献 225
第四章 煤能源转换流态化过程 230
4.1 煤加工利用概述 230
4.2 煤燃烧 231
4.2.1 流化床燃烧特点 231
4.2.2 流化床燃烧类型 238
4.2.3 流化床锅炉的设计 246
4.3 煤气化 249
4.3.1 碳气化热力学 249
4.3.2 煤气化动力学 253
4.3.3 煤气化过程 258
4.4 煤直接液化 265
4.4.1 煤加氢液化 265
4.4.2 煤快速热解制油 267
4.4.3 煤直接加氢烃化 274
4.5 煤综合能源过程 276
4.5.1 煤热解油、焦、能联产过程 276
4.5.2 煤热解-燃烧多联产过程 277
4.5.3 部分热解联合循环发电 279
4.6 小结与评述 279
参考文献 280
第五章 石油加工流态化过程 285
5.1 石油加工概述 285
5.2 石油裂化 286
5.2.1 裂化反应 287
5.2.2 产物组成 289
5.2.3 催化剂 289
5.2.4 裂化反应动力学 292
5.3 催化裂化过程 294
5.3.1 工艺条件 294
5.3.2 常、减压馏分油催化裂化 295
5.3.3 重质油催化裂化 298
5.4 石油裂解 305
5.4.1 催化裂解 305
5.4.2 石油热裂解 309
5.5 石油气化 316
5.5.1 工艺原理 316
5.5.2 气化产物组成预测 316
5.5.3 石油气化过程 318
5.6 小结与评述 320
参考文献 321
第六章 化学制备流态化过程 324
6.1 非催化制备过程 324
6.1.1 硼酸热解制硼酐 324
6.1.2 氢氧化铝煅烧制铝氧 329
6.2 催化合成过程 341
6.2.1 催化制备过程概述 341
6.2.2 合成气制烃类 342
6.2.3 合成气制甲醇 349
6.2.4 合成气制二甲醚 351
6.3 甲醇化学 353
6.3.1 甲醇制甲醛 353
6.3.2 甲醇制汽油 356
6.3.3 甲醇制烯烃 357
6.4 石油化工过程 358
6.4.1 有机单体的制备 358
6.4.2 有机单体的聚合 363
6.5 小结与评述 364
参考文献 366
第七章 生化与环境流态化过程 371
7.1 生化过程概述 371
7.1.1 生物类型及其培养 371
7.1.2 生物代谢及其产物 372
7.1.3 生化过程及其应用 374
7.2 细胞反应过程 374
7.2.1 生物细胞的培养 374
7.2.2 培养过程 377
7.3 酶促反应过程 384
7.3.1 生物催化概述 384
7.3.2 生物细胞或酶的固定化 387
7.4 生化反应器 389
7.4.1 气升式反应器 390
7.4.2 液固流态化反应器 391
7.4.3 三相流态化反应器 392
7.4.4 生化反应器的选型 394
7.5 生化应用过程 394
7.5.1 微生物发酵过程 394
7.5.2 酶促反应过程 401
7.6 生物降解过程 408
7.6.1 污水处理 408
7.6.2 废弃生物质转化 414
7.6.3 生物冶金 415
7.7 小结与评述 416
参考文献 417
第八章 流态化过程及反应器设计 420
8.1 流态化过程概述 420
8.2 工艺过程设计 424
8.3 流化床反应器 436
8.4 关键部件 442
8.4.1 分布板 443
8.4.2 内部构件 453
8.4.3 流化床料腿 456
8.4.4 气固分离器 466
8.5 过程测量与控制 467
8.6 过程技术经济评价 467
8.7 小结与评述 467
参考文献 468
第九章 鼓泡流态化工程 470
9.1 床层流动结构 470
9.1.1 气泡基本特征 471
9.1.2 气固两相流动 476
9.1.3 床层膨胀 477
9.1.4 扬析 480
9.2 流动模型 487
9.2.1 两相模型 487
9.2.2 气泡模型 488
9.3 床层气固混合 494
9.3.1 气体混合 494
9.3.2 固体混合 500
9.4 鼓泡流态化反应工程 504
9.4.1 非催化反应过程 505
9.4.2 催化反应过程 515
9.5 小结与述评 525
参考文献 526
第十章 快速流态化工程 534
10.1 快速流态化概述 534
10.1.1 发展历程 534
10.1.2 装置类型及操作特性 534
10.1.3 床层流动结构 540
10.1.4 快速流态化及其特点 542
10.2 床层空隙率分布 546
10.2.1 空隙率轴向分布 546
10.2.2 床层径向流动参数分布 553
10.3 气固相互作用 557
10.3.1 表观曳力系数 557
10.3.2 曳力系数分布 559
10.4 气固混合 559
10.4.1 气体混合 560
10.4.2 固体混合 563
10.5 快速流态化流动模型 564
10.5.1 气固两相流模型 565
10.5.2 环-核径向两区模型 572
10.6 快速流态化反应器设计 575
10.6.1 非催化气固反应过程 575
10.6.2 催化气固反应过程 581
10.7 小结与评述 584
参考文献 585
第十一章 液固与三相流态化工程 592
11.1 基本原理和现象 592
11.1.1 三相流化床 592
11.1.2 三相流动 594
11.2 操作类型及其流型 597
11.2.1 三相流化床操作类型 597
11.2.2 流型区划与床层结构 599
11.2.3 气泡特性 605
11.3 床层相含率 609
11.3.1 经典三相流化床 610
11.3.2 浆态流化床 612
11.3.3 三相内循环流化床 615
11.3.4 三相外循环流化床 617
11.3.5 磁场三相流态化 618
11.4 三相流化床的混合 619
11.4.1 液相返混 619
11.4.2 气体返混 622
11.4.3 固体返混 623
11.4.4 流动模型 623
11.5 三相流化床反应器设计 625
11.5.1 催化酶促反应器 625
11.5.2 生物细胞反应器 631
11.6 小结与评述 633
参考文献 634
第十二章 21世纪流态化过程工程展望 639
12.1 工业过程新背景 639
12.1.1 面临挑战 639
12.1.2 发展对策 640
12.2 气固流态化过程 642
12.2.1 高温流态化过程 642
12.2.2 中温流态化过程 644
12.2.3 低温催化流态化过程 648
12.2.4 跨行业大型联合过程 653
12.3 液固、三相流态化过程 654
12.3.1 有机化工 655
12.3.2 生物化工 655
12.3.3 生物医药 656
12.4 外力场下流态化过程 656
12.5 结束语 657
主题索引 658