第11章 环境工程原理反应动力学基础.ppt

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第III篇反应工程原理第十一章反应动力学基础
仲恺农业技术学院
环境科学与工程系环
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第III篇反应工程原理
将化学和生物反应原理应用于污染控制工程,需要借助适宜的装置,即反应器来实现。
系统的掌握反应器的基本类型及其操作原理和设计计算方法,对于优化反应器的结构型式、操作方式和工艺条件,提高污染物去除效率有重要意义。
本篇主要阐述化学与生物反应的计量学、动力学及其研究方法,环境工程中常用的各类化学和生物反应器及其基本设计计算方法等。
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第III篇反应工程原理
利用化学和生物反应,使污染物转化成为无毒无害或易于分离的物质,从而使污染介质得到净化的技术,即转化技术是去除污染物和净化环境的重要手段。
沉淀反应:水中重金属的沉淀分离
氧化反应:还原性无机污染物和有机污染物氧化 分解
生物降解:反应常用于有机废水、挥发性有机废 气、恶臭气体和有机固体废弃物的处理
生物硝化、反硝化:水中***氮的生物去除
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第III篇反应工程原理
利用“转化原理”高效、快速去除污染物的关键是?
影响反应结果(反应速率、反应进度)的主要因素
同一反应
相同的环境条件(温度、压力)
相同的反应器体积
相同的反应物料组成和浓度
反应结果(反应速率、反应进度)是否相同?
不同的反应器结构
不同的操作方式
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第III篇反应工程原理
影响反应速率和转化率的主要因素是什么?
反应本身特性:反应热力学、动力学
反应器的特性:质量传递、混和状态等
反应工程的主要研究内容
主要研究内容:反应动力学和反应器。
反应动力学:从工程应用的角度阐明反应速率与各项物理因素(温度、浓度、压力、催化剂)之间的关系。
反应器:在反应动力学的基础上,论述反应器的设计和操作的优化等问题。
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第III篇反应工程原理
反应工程的主要研究内容
研究对象:工程应用中的反应过程
研究目的:工程应用中反应过程的优化
优化对象:反应器的型式、结构、操作方式、工艺条件等
目标函数:反应速率、转化率、能量消耗、设备费用、运行费用等。
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第III篇反应工程原理
本篇的主要内容
第十一章反应动力学基础
第十二章反应动力学的解析方法
第十三章均相化学反应器
第十四章非均相化学反应器
第十五章微生物反应器
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第十一章反应动力学基础
第十一章反应动力学基础
本章主要内容
第一节反应器和反应操作
反应器的主要类型与特点、常见的反应器操作方式及其特点
第二节反应的计量关系
反应组分(参与反应的各物质)间的定量关系
第三节反应动力学
反应速率与反应条件之间的关系
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第一节反应器与反应操作
本节的主要内容
一、反应操作
二、反应器
三、反应器的操作方式
四、反应器内物料的流动与混和状态
五、反应器的类型
六、反应器的设计
七、反应器的放大
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第一节反应器与反应操作
一、反应操作
利用化学或生物反应进行工业生产或污染物处理时,需要通过反应条件等的控制,使反应向有利的方向进行。为达到这种目的而采取的一系列工程措施通称为反应操作(Operation of reaction)。
二、反应器 反应器是实现反应的外部条件,同一反应在具有不同特性的反应器内进行,也会产生不同的反应结果。
反应器
化学反应器(Chemical reactor)
生物反应器(Bioreactor/Biological reactor)