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。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。相同的环境条件（温度、压力）相同的反应器体积反应本身特性：反应热力学、动力学反应器的特性：质量传递、混合状态等研究对象：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。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第十一章反应动力学基础第十一章反应动力学基础第一节反应器与反应操作第一节反应器与反应操作反应器研究开发的主要目的：选择合适的反应器型式；反应器的设计计算（确定反应器的尺寸）；确定操作方式和优化操作条件；反应器性能的评价。三、反应器的操作方式操作特点：反应过程中既没有物料的输入，也没有物料的输出，不存在物料的进与出。基本特征：间歇反应过程是一个非稳态的过程，反应器内组成随时间变化而变化。充/排式操作(fillanddraw)连续地将原料输入反应器，反应产物也连续地流出反应器操作特点∶物料连续输入，产物连续输出，时刻伴随着物料的流动。基本特征∶连续反应过程是一个稳态过程，反应器内各处的组成不随时间变化。（反应组分、浓度可能随位置变化而变化。）主要优点∶便于自动化，劳动生产率高，反应程度与产品质量较稳定。规模大或要求严格控制反应条件的场合，多采用连续操作。主要缺点∶灵活性小，设备投资高。操作：原料与产物中的一种或一种以上为连续输入或输出，而其它成分分批加入或取出的操作称为半间歇操作或半连续操作。简称反应时间，主要用于间歇反应器，指达到一定反应程度所需的时间。③空间时间（空时、空塔接触时间）(spacetime)④空间速度（空速）(spacevelocity)四、反应器内反应物的流动与混合状态完全混合流（亦称全混流、理想混合）(completemixing)：反应物进入反应器后，能瞬间达到完全混合，反应器内的浓度、温度等处处相同。全混流可以认为返混为无限大。五、反应器的类型（一）按反应器的结构分类：釜（槽）式(tank)反应器、管式(tubular)反应器、塔式(column/tower)反应器、固定床(fixedbedreactor)、膨胀床(expandedbedreactor)、流化床(fluidizedbedreactor)等。（二）按反应物的聚集状态分类：均相反应器、非均相反应器（如气-液反应器等）（三）按反应操作分类：间歇反应器（分批反应器）、连续反应器和半连续反应器以及恒温反应器、非恒温反应器等。（四）按流态分类：理想流反应器和非理想流反应器。完全混合流（全混流）反应器和推流反应器。六、反应器的设计选择合适的反应器型式；确定最佳的操作条件；计算达到规定的目标所需要的反应体积，确定反应器的主要尺寸。反应器设计用到的基本方程：反应动力学方程、物料/能量/动量衡算式第一节反应器与反应操作第一节反应器与反应操作一、反应式与计量方程二、反应的分类三、反应进度与转化率反应物(reactants)：反应的出发物质产物(products)：反应中产生的物质反应组分(reactionmixture)：参与反应的物质的总称反应式：描述反应物经过反应生成产物(products)的过程的关系式注意：反应式表示反应历程，并非方程式，不能按方程式的运算规则将等式一侧的项移到另一侧。计量方程(stoichiometricequation)：描述各反应物、生成物在反应过程中的量的关系的方程。αAA+αBB=αPP+αQQ(-αA)A+(-αB)B+αPP+αQQ=0等分子反应：计量方程中计量系数的代数和等于零非等分子反应：计量系数的代数和非为零（可正、可负）膨胀因子：每消耗1mol的某反应物所引起的反应系统总物质的量的变化量(δ)称为该反应物的膨胀因子。【例题11.2.1】丙烷在870K附近时的热分解反应的计量方程为：（一）根据独立的计量方程的个数分类：简单反应（单一反应）(singlereaction)包括可逆反应(reversiblereaction)复杂反应（复合反应）(multiplereaction)平行反应(parallelreaction)、串联反应(consecutivereaction)平行-串联反应(consecut