Applied Pyrolysis Handbook pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Wampler, Thomas P. (EDT)

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:

价格:1570.00元

装帧:HRD

isbn号码:9781574446418

丛书系列:

图书标签:

• Pyrolysis
• Biomass
• Waste Management
• Biofuels
• Chemical Engineering
• Renewable Energy
• Thermochemical Conversion
• Environmental Engineering
• Polymer Degradation
• Fuel Technology

工业热解过程的全面指南与实践手册 本书旨在为化学工程师、材料科学家以及从事能源与环境相关领域的研究人员提供一份详尽、深入且高度实用的热解技术参考。 本书聚焦于工业规模热解过程的设计、优化、控制及安全管理，重点阐述了从原料选择到最终产物分离的各个关键环节。全书内容建立在严谨的化学动力学模型和工程实践基础之上，旨在弥合理论知识与实际操作之间的鸿沟。 第一部分：热解基础与反应机理 本部分首先为读者打下坚实的理论基础。我们从热解反应的热力学和动力学出发，详细分析了不同类型有机物（如生物质、聚合物、废旧轮胎等）在高温缺氧条件下的分解路径。 1.1 热解反应的分类与特征： 深入探讨了快速热解（Fast Pyrolysis）、慢速热解（Slow Pyrolysis）和气化（Gasification）在停留时间、升温速率和最终产物分布上的显著差异。我们提供了具体的案例分析，说明如何根据目标产物（生物油、炭黑、合成气）来定制操作参数。 1.2 关键化学转化： 重点剖析了脱挥发分、裂解、重排和缩合反应在热解过程中的竞争性。书中包含了大量的活化能计算方法和表观反应级数确定的实验流程，指导读者如何精确量化反应速率。我们还专门设立章节讨论了催化热解对产物选择性的影响，包括酸性催化剂和金属氧化物催化剂的作用机制。 1.3 产物特性与分析： 详细介绍了用于表征热解产物（特别是生物油和热解炭）的先进分析技术。这包括GC-MS、HPLC、元素分析（CHNS/O）、BET比表面积分析以及傅里叶变换红外光谱（FTIR）在监测热解过程中官能团变化的应用。我们提供了一套标准化的产物质量评估流程，以确保工业化生产的可重复性。 第二部分：工业热解反应器的设计与操作 本部分是本书的核心工程部分，详细介绍了适用于不同原料和工艺需求的工业级反应器设计与选型。 2.1 反应器选型与流体力学： 全面比较了流化床反应器（Fluidized Bed Reactor, FBR）、旋转窑（Rotary Kiln）、鼓泡化反应器（Bubbling Fluidized Bed）和气流床反应器（Entrained Flow Reactor）的优缺点。对于流化床系统，我们提供了详细的颗粒持载、气固传热和最小流化速度的计算模型与图表。 2.2 传热与温度控制： 热解是高度依赖于精确温度控制的吸热过程。本章详细阐述了间接加热（如夹套或内部盘管）和直接加热（如使用热载体）的工程实现。我们提供了高效换热器的设计准则，并着重讨论了如何管理热点（Hot Spots）以避免不希望的二次裂解或焦化。 2.3 进料系统与固体处理： 针对粘稠或高含水率原料的处理挑战，我们提供了创新的进料方案，包括浆料泵送、螺杆输送和雾化喷射技术。特别关注了原料预处理（干燥、粉碎、制粒）对反应效率的影响。 2.4 反应器物料与能量平衡： 提供了构建精确的稳态和动态物料衡算模型的步骤，包括如何整合进料组成、转化率和各组分的产率。书中包含多个基于真实工业数据的能量平衡实例，用以指导反应器规模放大（Scale-up）过程中的热负荷估算。 第三部分：产物分离、精制与环境工程 热解产物的分离与升级是实现经济效益的关键步骤。本部分专注于下游处理技术。 3.1 生物油的收集与冷凝： 详述了多级串联冷凝器的设计，以有效捕获不同沸点范围的油相组分。我们讨论了喷射式洗涤器（Quench Scrubbers）在快速冷却烟气和去除焦油雾滴方面的应用，并提供了不同操作压力下的冷凝效率曲线。 3.2 热解气体的净化与利用： 针对热解气中含有的CO、H₂、CH₄以及硫化物、氮氧化物等污染物，我们详细介绍了焦油深度去除技术（如催化重整、吸附床）和酸性气体（H₂S, COS）的洗涤工艺（如胺法脱硫）。并探讨了如何将合成气用于热能回收或进一步制备化学品。 3.3 热解炭（Biochar）的后处理： 热解炭的质量决定了其在土壤改良、活性炭或固体燃料中的应用潜力。本章介绍了活化工艺（物理活化与化学活化）的反应条件优化，以及如何通过调控制备工艺来精确控制炭的孔隙结构和表面积。 第四部分：过程安全、优化与经济性评估 工业化运行必须以安全和经济效益为前提。 4.1 工艺安全管理（PSM）： 鉴于热解过程涉及高温、易燃气体和潜在的爆炸性粉尘，本章着重于危害与可操作性分析（HAZOP）在热解工厂设计中的应用。详细说明了惰性气体保护系统、泄爆装置的计算和安装规范，以及高温设备（如反应器内衬）的材料选择与腐蚀监测。 4.2 过程控制与自动化： 介绍了先进的过程控制（APC）策略，例如使用模型预测控制（MPC）来维持反应器出口的温度均匀性和产物分布稳定性。书中包含PID回路的调参指南，特别针对具有长停留时间和强非线性的热解过程。 4.3 经济性分析与案例研究： 通过多个真实的工业项目数据，演示了净现值（NPV）、内部收益率（IRR）和投资回收期的计算方法。重点分析了原料成本波动、能源消耗（尤其是反应器加热能耗）和产物市场价格对整体项目经济性的影响。 本书结构严谨，图表丰富，包含大量第一手工程数据和计算范例，是从事热解工程设计、操作与研究的专业人士不可或缺的工具书。

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