适读人群：《化工过程强化方法与技术》可供化工、化学、催化、精细化工、资源、能源、环境、材料等学科领域从事基础研究和工业应用的研究人员、工程技术人员以及高校相关专业研究生、高年级本科生参考。
国家科学技术学术著作出版基金资助，费维扬院士、谢克昌院士联袂推荐。
化工过程强化技术是指通过技术创新、改进工艺流程、提高设备效率，实现高效节能、清洁、可持续发展的化工新技术。是国内外化工界长期奋斗的目标，被列为当前化学工程优先发展的领域之一。
本书系统论述涵盖化工过程强化，由20多位知名学者历经几年的精力才得以完成。本书包含了化工过程强化方面几乎所有的重要内容。
全书内容将基础研究与生产应用相融合，着重介绍在化工过程强化领域的研究方法、手段和研究动态，体现研究成果和未来的发展趋势；注重对科研成果、理论研究、研究方法介绍，特别是突出工程化推广应用举例。书中主要内容均所涉及的研究领域与技术，具有研究活跃、创新性强、关注度高、应用广泛的特性和重要的学术和应用价值。

内容简介

化工过程强化技术是国内外化工界长期奋斗的目标，被列为当前化学工程优先发展的领域之一。
《化工过程强化方法与技术》是国内本系统论述涵盖化工过程强化的专著，由20多位知名学者历经几年的努力才得以完成。本书包含了化工过程强化方面几乎所有的重要内容。全书共分11篇：第1篇介绍超重力化工技术及系统集成；第2篇介绍混合过程强化与反应技术；第3篇介绍外场作用及强化技术；第4篇介绍新型分离强化技术；第5篇介绍新型换热装置与技术；第6篇介绍新型塔器技术；第7篇介绍反应介质强化技术；第8篇介绍微化工技术；第9篇介绍反应与分离过程耦合技术；第10篇介绍分离过程耦合技术；第11篇介绍其他过程强化技术，包括挤出反应器、旋风分离器等强化技术。
《化工过程强化方法与技术》可供化工、化学、催化、精细化工、资源、能源、环境、材料等学科领域从事基础研究和工业应用的研究人员、工程技术人员以及高校相关专业研究生、高年级本科生参考。

作者简介

刘有智，中北大学校长。1982年太原机械学院化工系本科毕业，毕业留校后一直在校任教。1988年本校获化学工程硕士学位，1995年中国科学院山西煤炭化学研究所获工学博士学位。1982年以来一直从事化学工程与过程强化方面教学和科研工作。主要从事超重力环境下多相流反应与传递性能研究，现担任教育部高等学校化工类专业教学指导委员会委员，全国化工过程强化技术指导委员会主任委员，全国化工高等教育学会理事，享受政府特贴专家，超重力化工过程山西省重点实验室主任，第二届中国石油和化工勘察设计协会化学工程设计专业委员会委员，第十四届全国化工化学工程设计技术中心站技术委员会委员。《现代化工》期刊理事，《化学工程》、《煤化工》等期刊编委；在化工过程强化及超重力化工过程研究方面发表学术论文近300余篇，申报发明专利54件，已获授权32件；出版《超重力化工过程与技术》专著，负责起草我国《超重力装置》行业标准。
主编著作：
（1）《化学反应工程》，兵器工业出版社，2001
（2）《超重力化工过程与技术》，国防工业出版社，2009，总装备部国防科技出版基金资助
（3）《二氧化碳减排工艺与技术》，化学工业出版社，2013
主要科研奖项：
（1）何梁何利科学与技术创新奖，何梁何利基金评审委员会，2013年10月
（2）化工废气超重力净化技术的研发与应用，国家科学技术进步二等奖，2011年12月
（3）旋转填料床多相反应制备超细憎水氢氧化铝，山西省科技进步一等奖，2006年2月
（4）硝酸磷肥生产节能减排关键技术开发与工业应用，山西省科学技术发明二等奖，2013年8月
（5）超重力法脱除聚合物中挥发分的研究，山西省科技进步二等奖，2012年5月
（6）超重力法选择性脱除二氧化碳尾气中硫化氢应用研究，山西省科技进步二等奖，2008年2月
（7）超重力烟气脱硫除尘技术研究，山西省科技进步二等奖，2003年4月
（8）超重力法吹脱氨氮废水技术研究，山西省科技进步二等奖，2002年3月

绪论1
0.1概述1
0.1.1化工过程2
0.1.2化工过程强化2
0.2化工过程强化的发展及历史3
0.3化工过程强化的原理及方法5
0.3.1化工过程强化的思路及基本原理5
0.3.2化工过程强化的方法及分类6
0.4化工过程强化技术特征7
0.4.1平台技术特征7
0.4.2效率倍增特征8
0.4.3可持续发展特征8
0.5化工过程强化技术是可持续发展的新兴技术8
0.6化工过程强化技术展望与愿景9
参考文献10
第1篇超重力化工技术及系统集成
第1章气-液过程超重力化工强化技术15
1.1气-液超重力技术简介16
1.1.1超重力技术概述16
1.1.2气-液超重力装置的结构与类型18
1.1.3超重力技术强化气-液化工过程研究进展23
1.2超重力流体力学性能27
1.2.1液体流动形态27
1.2.2气相压降性能28
1.2.3液泛现象29
1.2.4停留时间30
1.2.5小结30
1.3超重力吸收30
1.3.1超重力吸收原理30
1.3.2超重力吸收工艺31
1.3.3超重力吸收应用31
1.4超重力解吸34
1.4.1超重力解吸原理35
1.4.2超重力解吸工艺35
1.4.3超重力解吸应用36
1.5超重力精馏40
1.5.1超重力旋转填料床精馏40
1.5.2超重力折流板精馏43
1.6超重力气-液反应48
1.6.1超重力气-液反应机理49
1.6.2超重力气-液反应工艺49
1.6.3超重力气-液反应应用49
1.7超重力直接换热51
1.7.1超重力换热器51
1.7.2超重力场中传热过程51
1.7.3超重力换热器特点53
参考文献54
第2章液-液过程超重力化工强化技术57
2.1概述57
2.2IS-RPB装备及技术57
2.2.1撞击流57
2.2.2IS-RPB装置60
2.2.3IS-RPB的设计原则60
2.2.4IS-RPB内流体流动及混合（工作原理）61
2.3IS-RPB微观混合性能62
2.3.1微观混合研究方法62
2.3.2微观混合性能对比63
2.3.3黏性体系对微观混合性能的影响63
2.3.4IS-RPB微观混合时间的确定及对比64
2.4化工过程强化64
2.4.1乳化64
2.4.2萃取69
2.4.3液膜分离71
2.5反应过程强化72
2.5.1纳米氢氧化镁72
2.5.2重氮盐水解制酚76
2.5.3磁性纳米Fe3O479
2.5.4纳米零价铁82
2.5.5纳米2,4-二羟基苯甲酸铜85
2.6发展趋势与前景86
参考文献87
第3章气-固过程超重力化工强化技术90
3.1超重力多相分离90
3.1.1多相分离概述90
3.1.2超重力多相分离原理与特点91
3.1.3超重力多相分离性能研究93
3.1.4超重力湿法净化气体中细颗粒物技术应用实例97
3.1.5超重力除尘装置与传统除尘设备性能比较99
3.2离心流态化100
3.2.1离心流化床的工作原理100
3.2.2离心流化床的分类100
3.2.3离心流化的流体力学性能研究103
3.2.4离心流化床传热传质的研究107
3.3离心流化的工业应用前景109
3.3.1医药、食品行业热敏性物质的快速干燥109
3.3.2煤的液化109
3.3.3超细粉体 (Geldart C类颗粒) 的流化109
3.3.4离心流化燃烧方面的研究109
参考文献110
第4章超重力-电化学耦合与反应技术112
4.1概述112
4.2离心机改装的超重力电化学反应装置113
4.2.1装置结构113
4.2.2过程强化原理114
4.2.3超重力电沉积导电聚合物膜的应用研究115
4.2.4超重力电沉积金属薄膜的应用研究116
4.2.5超重力电解水的应用研究117
4.2.6超重力氯碱电解的应用研究118
4.3多级同心圆筒-旋转床（MCE-RB）式的超重力电化学反应装置119
4.3.1装置结构120
4.3.2过程强化原理121
4.3.3超重力电化学耦合氧化降解废水的应用研究123
4.4离心高速旋转的超重力电沉积装置126
4.4.1装置结构127
4.4.2过程强化原理127
4.4.3超重力电沉积MnO2电极材料的应用研究128
4.5结语128

前言/序言

化工过程强化技术是针对现有常用设备与技术相比而言,通过采用新设备和新工艺,达到大幅度减小设备尺寸或提高产能、降低能耗及废物排放，形成高效节能、清洁、可持续发展的技术。因而，过程强化技术具有明显的平台技术、效率倍增和可持续发展特征，是解决化学工业“高能耗、高污染和高物耗”等问题的有效途径，被视为实现化工过程的高效、安全、环境友好、可持续发展的新兴技术，将会对化学工程学科发展产生具有里程碑意义的影响。由于化工过程强化涉及的领域相当广泛、强化技术的多样性和复杂性，国内外出版的书籍仅局限于某领域或某方面的过程强化，还没有系统论述覆盖化工过程强化的书籍著作。正是基于此，本书特邀了数十位该领域的专家、教授致力于本书的撰写，经过几年的集体努力，这本体现了当前化工过程强化最新发展动态和趋势的著作终于问世。
全书内容将基础研究与生产应用相融合，着重介绍在化工过程强化领域最新的研究方法、手段和研究动态，体现最新研究成果和未来的发展趋势；注重对最细的科研成果、理论研究、研究方法介绍，特别是突出工程化推广应用举例。书中主要内容所涉及的研究领域与技术，具有研究活跃、创新性强、关注度高、应用广泛的特性和重要的学术和应用价值。
本书由超重力化工技术及系统集成、混合过程强化与反应技术、外场作用及强化技术、微化工技术等11篇共29章组成，基本涵盖了化工过程强化的主要方法和涉及的领域。在各章分别介绍各种强化技术和方法，阐述当今发展和前沿动态，并详细总结了研究与开发的成果、工程化应用的成功范例以及目前存在的问题及发展方向等。全书贯穿化工过程强化支撑化工可持续发展的理念，以工程化实施的实例分析对比，阐述过程强化技术保障化工本质安全、提升产品品质、节能减排、降低成本的作用和意义，展现过程强化促环境友好、改化工形象、支撑化工可持续发展的技术潜质。全书由中北大学刘有智教授所作的绪论开头，然后是第1章气-液过程超重力化工强化技术，该章的折流板精馏部分由浙江工业大学计建炳教授撰写，其余部分由刘有智教授撰写；另外，刘有智教授撰写了第2、3、4、9、16、17、26、29章，详细介绍了超重力技术强化液-液、气-固、超重力-电化学耦合与反应等化工过程技术；沈阳化工大学吴剑华教授和刘有智教授共同完成了第5章静态混合器的编写；浙江大学冯连芳教授撰写了第6章，介绍了新型动态混合与聚合反应技术；第7章由南京工业大学吕效平教授详述了超声波化工技术；第8、14、15章由天津大学李鑫钢教授、高鑫副研究员撰写；第10章由太原理工大学鲍卫仁教授撰写；第11、19章由南京工业大学邢卫红教授撰写；山东理工大学傅忠君教授撰写了第12章分子蒸馏技术及应用；武汉工程大学喻九阳教授撰写了第13章新型换热器；第18章微反应器由中国科学院大连化学物理研究所陈光文研究员与尧超群副研究员撰写；第20章反应精馏技术由华东理工大学漆志文教授撰写；清华大学秦炜教授撰写了第21章反应萃取技术；天津工业大学吕晓龙教授和赵丽华博士共同完成了第22章、与高启君副研究员共同完成了第23章；北京化工大学朱吉钦教授和华东师范大学路勇教授共同完成第24章规整结构催化剂及反应器；第25章挤出反应器由浙江大学张才亮副教授撰写；青岛科技大学李建隆教授撰写了第27章旋风分离器有关内容；华东理工大学王飞博士完成了第28章旋流分离器技术的撰写。华南理工大学张正国教授参与了本书的工作，并给予了帮助和支持。超重力化工过程山西省重点实验室的祁贵生、栗秀萍、焦纬洲、张巧玲、袁志国、高璟、申红艳、李伟伟、刘志伟、张珺、罗莹等老师参与了本书的部分工作。
十分感谢费维扬院士为本书作序，感谢国家科学技术学术著作出版基金评选和审稿的各位专家。在本书的撰写过程中参考了国内外公开出版或发表的文献，从中吸取了丰富的知识和成果，可以说没有他们的奉献和支持，本书难以问世。在此，对这些中外专家学者表示崇高的敬意和衷心的感谢！
由于化工过程强化涉及的范围宽、领域广，内容难免有遗漏，编排和归类难免有不合适的地方。限于编著者的水平、学识，难免存在不妥和不足之处，敬请读者提出宝贵意见和建议。

编著者
2016年10月
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