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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