化學(xué)工程手冊(cè)·第5卷（第三版）

作為化學(xué)工程領(lǐng)域標(biāo)志性的工具書，本次修訂秉承“繼承與創(chuàng)新相結(jié)合”的編寫宗旨，分5卷共30篇全面闡述了當(dāng)前化學(xué)工程學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、單元操作、反應(yīng)器與反應(yīng)工程以及相關(guān)交叉學(xué)科及其所體現(xiàn)的發(fā)展與研究新成果、新技術(shù)。在前版的基礎(chǔ)上，各篇在內(nèi)容上均有較大幅度的更新，特別是加強(qiáng)了信息技術(shù)、多尺度理論、微化工技術(shù)、離子液體、新材料、催化工程、新能源等方面的介紹。本手冊(cè)立足學(xué)科基礎(chǔ)，著眼學(xué)術(shù)前沿，緊密關(guān)聯(lián)工程應(yīng)用，全面反映了化工領(lǐng)域在新世紀(jì)以來(lái)的理論創(chuàng)新與技術(shù)應(yīng)用成果。

本手冊(cè)可供化學(xué)工程、石油化工等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員使用，也可供相關(guān)高等院校的師生參考。

第26篇生物化工

1概述26-2

1.1生化工程概況26-2

1.1.1生化工程定義和發(fā)展26-2

1.1.2生化工程的任務(wù)和內(nèi)容26-2

1.2生物生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)26-4

1.3酶的概述26-4

1.3.1酶的分類和命名26-5

1.3.2酶的組成26-7

1.3.3酶的作用機(jī)制和調(diào)節(jié)26-8

1.3.4酶的修飾與改造26-10

1.3.5重要工業(yè)用酶簡(jiǎn)介26-11

1.4重要微生物和其他生物組織細(xì)胞26-12

1.4.1常用的工業(yè)微生物26-13

1.4.2植物組織細(xì)胞26-14

1.4.3動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)26-15

1.5微生物的培養(yǎng)26-16

1.5.1菌株選育26-16

1.5.2工業(yè)微生物培養(yǎng)基26-23

1.5.3微生物生長(zhǎng)和生產(chǎn)條件26-27

1.5.4微生物代謝調(diào)節(jié)26-30

1.6生物化工的發(fā)展與展望26-32

參考文獻(xiàn)26-33

2生物反應(yīng)計(jì)量學(xué)和動(dòng)力學(xué)26-35

2.1生物反應(yīng)計(jì)量學(xué)26-35

2.1.1細(xì)胞的組成和計(jì)量表達(dá)式26-35

2.1.2生物反應(yīng)的計(jì)量表達(dá)式26-36

2.1.3計(jì)量系數(shù)26-36

2.1.4生物反應(yīng)中的能量平衡26-37

2.2生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)概述26-38

2.3酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)26-39

2.3.1米氏方程26-39

2.3.2動(dòng)力學(xué)參數(shù)及其求取26-40

2.3.3有抑制的酶催化反應(yīng)26-44

2.4細(xì)胞反應(yīng)動(dòng)力學(xué)26-50

2.4.1批式培養(yǎng)動(dòng)力學(xué)26-50

2.4.2連續(xù)培養(yǎng)動(dòng)力學(xué)26-56

2.4.3補(bǔ)料批式培養(yǎng)動(dòng)力學(xué)26-59

參考文獻(xiàn)26-61

3生物反應(yīng)器26-63

3.1生物反應(yīng)多相體系及其流動(dòng)特性26-63

3.1.1反應(yīng)體系中的固相生物顆粒及其特性26-63

3.1.2生物反應(yīng)中的流體及其流動(dòng)特性26-64

3.2生物反應(yīng)器中的傳遞現(xiàn)象26-66

3.2.1生物反應(yīng)器中的攪拌與混合26-66

3.2.2生物反應(yīng)器中的氧傳遞26-68

3.2.3生物反應(yīng)器中的液固傳質(zhì)26-70

3.2.4生物反應(yīng)器中的熱量傳遞26-72

3.3典型的生物反應(yīng)器26-73

3.3.1機(jī)械攪拌罐26-74

3.3.2氣升式反應(yīng)器和鼓泡式反應(yīng)器26-75

3.3.3液體噴射循環(huán)反應(yīng)器26-79

3.3.4流化床反應(yīng)器26-79

3.3.5固定床生物反應(yīng)器26-80

3.3.6動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器26-80

3.3.7植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器26-81

3.4生物反應(yīng)器的放大26-81

3.4.1生物反應(yīng)器放大方法26-82

3.4.2機(jī)械攪拌罐的放大26-82

參考文獻(xiàn)26-83

4細(xì)胞與酶固定化技術(shù)26-85

4.1細(xì)胞與酶固定化技術(shù)概述26-85

4.2固定化方法26-86

4.2.1吸附法26-86

4.2.2包埋法26-88

4.2.3交聯(lián)法26-89

4.2.4化學(xué)共價(jià)法26-90

4.2.5逆膠束酶反應(yīng)系統(tǒng)26-92

4.2.6絮凝法26-93

4.2.7新型固定化方法26-94

4.3固定化技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用舉例26-95

4.3.1生產(chǎn)高果糖漿26-95

4.3.2生產(chǎn)L-氨基酸26-95

4.3.3在合成生物柴油中的應(yīng)用26-97

4.3.4在醫(yī)學(xué)與分析化學(xué)上的應(yīng)用26-98

4.4固定化反應(yīng)器設(shè)計(jì)原理26-100

4.4.1固定化細(xì)胞與酶的酶活收率26-100

4.4.2反應(yīng)器中的流動(dòng)26-101

4.4.3基本動(dòng)力學(xué)模型26-101

4.4.4設(shè)計(jì)的優(yōu)化26-106

4.5固定化酶和細(xì)胞反應(yīng)器26-107

4.5.1制備固定化生物催化劑的裝置26-107

4.5.2固定化顆粒及形狀26-108

4.5.3填充床反應(yīng)器（PFR）26-109

4.5.4連續(xù)攪拌式反應(yīng)器（CSTR）26-110

4.5.5膜式或管式反應(yīng)器26-111

4.5.6流化床反應(yīng)器（FBR）26-111

4.5.7逆膠束萃取反應(yīng)器26-113

參考文獻(xiàn)26-113

5滅菌及安全防護(hù)技術(shù)26-115

5.1滅菌的方法26-115

5.2微生物的死亡規(guī)律26-117

5.3培養(yǎng)基的加熱滅菌26-119

5.3.1溫度的影響26-119

5.3.2分批滅菌26-119

5.3.3連續(xù)滅菌26-120

5.4空氣除菌26-123

5.5污染的防止26-126

5.5.1純種培養(yǎng)的保證26-126

5.5.2防止培養(yǎng)物污染環(huán)境26-128

參考文獻(xiàn)26-131

6生化過(guò)程檢測(cè)與控制26-132

6.1生化過(guò)程檢測(cè)26-132

6.1.1概述26-132

6.1.2生化過(guò)程參數(shù)分類26-133

6.1.3幾種主要的間接參數(shù)計(jì)算或測(cè)量方法26-133

6.2生物傳感器26-136

6.2.1概述26-136

6.2.2酶?jìng)鞲衅?6-138

6.2.3微生物傳感器26-139

6.2.4免疫傳感器26-140

6.2.5生物傳感器的換能器26-141

6.2.6生化過(guò)程培養(yǎng)液成分的在線檢測(cè)26-147

6.3生化過(guò)程控制26-149

6.3.1概述26-149

6.3.2常規(guī)控制26-150

6.3.3高級(jí)控制26-152

6.3.4發(fā)酵過(guò)程故障診斷和早期預(yù)警26-162

參考文獻(xiàn)26-168

7生物分離技術(shù)26-170

7.1概述26-170

7.1.1生物分離過(guò)程的特點(diǎn)26-170

7.1.2生物分離過(guò)程的一般流程及單元操作26-170

7.2細(xì)胞及其他固形物的回收和去除26-171

7.2.1發(fā)酵液的預(yù)處理26-172

7.2.2凝聚和絮凝26-172

7.2.3過(guò)濾26-173

7.2.4離心分離26-174

7.3細(xì)胞破碎26-177

7.3.1破碎分類26-177

7.3.2機(jī)械破碎26-178

7.3.3非機(jī)械破碎方法26-180

7.4生化物質(zhì)的提取26-181

7.4.1沉淀法26-182

7.4.2萃取26-185

7.4.3離子交換及吸附26-189

7.4.4膜分離26-189

7.5生化物質(zhì)的純化26-191

7.5.1色譜技術(shù)26-191

7.5.2電泳分離技術(shù)26-196

7.6生物產(chǎn)品的后加工26-205

7.6.1結(jié)晶26-205

7.6.2干燥26-205

參考文獻(xiàn)26-206

8合成生物技術(shù)26-208

8.1概述26-208

8.2人工基因組的設(shè)計(jì)與合成26-209

8.2.1DNA合成技術(shù)——Building block構(gòu)建26-209

8.2.2DNA組裝技術(shù)——Minichunk構(gòu)建26-210

8.2.3染色體替換技術(shù)——酵母染色體替換26-211

8.3天然產(chǎn)物的異源合成26-212

8.3.1天然產(chǎn)物及生產(chǎn)現(xiàn)狀26-212

8.3.2合成生物技術(shù)對(duì)天然產(chǎn)物合成帶來(lái)的發(fā)展機(jī)遇26-213

8.4酶和蛋白質(zhì)工程26-215

8.4.1蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)與酶的優(yōu)化26-215

8.4.2酶定向進(jìn)化26-216

8.4.3理性設(shè)計(jì)26-217

8.4.4多酶催化組裝26-218

參考文獻(xiàn)26-218

9典型的生化過(guò)程26-220

9.1生化過(guò)程的分類26-220

9.2有機(jī)溶劑類產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程26-220

9.2.1乙醇26-220

9.2.2丙酮、丁醇26-225

9.3有機(jī)酸類產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程26-226

9.3.1檸檬酸26-226

9.3.2葡萄糖酸26-228

9.4氨基酸類產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程26-232

9.4.1谷氨酸26-232

9.4.2賴氨酸26-237

9.5抗生素類產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程26-239

9.5.1青霉素26-239

9.5.2紅霉素26-240

9.5.3頭孢菌素26-242

9.6酶制劑類產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程26-243

9.6.1淀粉酶和糖化酶26-243

9.6.2葡萄糖異構(gòu)酶26-245

9.6.3纖維素酶26-246

9.6.4脂肪酶26-248

9.6.5蛋白酶26-249

9.6.6植酸酶26-250

9.7維生素類產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程26-251

9.7.1維生素B226-251

9.7.2維生素B1226-254

9.8蛋白質(zhì)、多肽類藥物等醫(yī)藥產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程26-256

9.8.1典型的多肽藥物：胰島素26-256

9.8.2典型的蛋白質(zhì)藥物：干擾素26-256

9.9生物燃?xì)猱a(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程26-258

參考文獻(xiàn)26-260

符號(hào)說(shuō)明26-261

第27篇過(guò)程系統(tǒng)工程

1概論27-2

1.1過(guò)程系統(tǒng)工程的領(lǐng)域27-2

1.2過(guò)程系統(tǒng)工程的基本概念27-3

1.2.1系統(tǒng)，環(huán)境27-3

1.2.2過(guò)程系統(tǒng)27-3

1.2.3過(guò)程系統(tǒng)分析27-3

1.2.4過(guò)程系統(tǒng)綜合27-4

1.2.5過(guò)程系統(tǒng)優(yōu)化27-4

1.2.6過(guò)程系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-5

1.3過(guò)程系統(tǒng)工程的研究方法與手段27-5

1.3.1圖示法27-5

1.3.2數(shù)學(xué)模型法27-5

1.3.3數(shù)學(xué)模型的類型與建立27-5

1.4過(guò)程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的表示27-6

1.4.1圖形表示27-6

1.4.2矩陣表示27-6

參考文獻(xiàn)27-9

2過(guò)程系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)模擬27-10

2.1過(guò)程系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模擬的基本知識(shí)27-10

2.1.1過(guò)程系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型27-10

2.1.2過(guò)程系統(tǒng)模擬的基本任務(wù)27-11

2.1.3過(guò)程系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模擬的基本方法27-12

2.1.4流程模擬軟件27-12

2.2過(guò)程單元與過(guò)程系統(tǒng)的自由度分析27-14

2.2.1自由度概念27-14

2.2.2過(guò)程單元的自由度分析27-15

2.2.3過(guò)程系統(tǒng)的自由度分析27-20

2.3過(guò)程系統(tǒng)模擬的序貫?zāi)K法27-21

2.3.1序貫?zāi)K法的基本問(wèn)題27-22

2.3.2不相關(guān)子系統(tǒng)的分隔27-23

2.3.3不可分隔子系統(tǒng)的斷裂27-29

2.3.4斷裂流股變量的收斂27-34

2.3.5應(yīng)用實(shí)例27-36

2.4過(guò)程系統(tǒng)模擬的聯(lián)立方程法27-47

2.4.1聯(lián)立方程法的基本思想和特點(diǎn)27-47

2.4.2稀疏線性方程組的解法27-50

2.5過(guò)程系統(tǒng)模擬的聯(lián)立模塊法27-56

2.5.1基本策略和特點(diǎn)27-56

2.5.2簡(jiǎn)化模型建立中問(wèn)題的描述方式27-57

2.5.3單元簡(jiǎn)化模型的形式27-59

參考文獻(xiàn)27-60

3過(guò)程系統(tǒng)綜合27-62

3.1過(guò)程系統(tǒng)綜合研究的主要領(lǐng)域27-62

3.2過(guò)程系統(tǒng)綜合的基本方法27-63

3.3換熱網(wǎng)絡(luò)的綜合27-64

3.3.1換熱網(wǎng)絡(luò)綜合的目標(biāo)27-65

3.3.2換熱網(wǎng)絡(luò)綜合的方法27-67

3.4多組分分離序列的綜合27-83

3.4.1分離序列綜合問(wèn)題27-83

3.4.2分離過(guò)程的能耗27-86

3.4.3直觀推斷規(guī)則27-87

3.4.4有序直觀推斷法27-88

3.4.5模糊直觀推斷法27-90

3.5公用工程系統(tǒng)的綜合27-93

3.5.1各級(jí)蒸汽需求量的確定27-93

3.5.2公用工程系統(tǒng)的綜合27-95

3.6過(guò)程系統(tǒng)能量集成27-98

3.6.1整個(gè)過(guò)程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)27-98

3.6.2反應(yīng)器和分離設(shè)備設(shè)計(jì)中的相互關(guān)系27-99

3.6.3分離過(guò)程與系統(tǒng)的熱集成27-100

3.6.4公用工程與過(guò)程系統(tǒng)的能量集成27-106

3.7水網(wǎng)絡(luò)集成27-109

3.7.1水網(wǎng)絡(luò)集成的目標(biāo)27-111

3.7.2水網(wǎng)絡(luò)集成的方法27-112

3.8氫網(wǎng)絡(luò)集成27-122

3.8.1氫網(wǎng)絡(luò)集成的目標(biāo)27-122

3.8.2氫網(wǎng)絡(luò)集成的方法27-123

參考文獻(xiàn)27-130

本篇一般參考文獻(xiàn)27-132

符號(hào)說(shuō)明27-133

第28篇過(guò)程控制

1控制工程基礎(chǔ)28-2

引言28-2

1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)概述28-2

1.1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的類型及組成28-3

1.1.2閉環(huán)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程及控制指標(biāo)28-6

1.2控制系統(tǒng)的描述方法28-8

1.2.1微分方程28-8

1.2.2傳遞函數(shù)28-11

1.2.3狀態(tài)空間模型28-18

1.2.4脈沖傳遞函數(shù)28-22

1.3線性連續(xù)控制系統(tǒng)28-22

1.3.1時(shí)間特性和頻率特性28-23

1.3.2穩(wěn)定性和穩(wěn)定裕量28-26

1.4線性離散控制系統(tǒng)28-28

1.4.1采樣器及保持器28-29

1.4.2z變換及脈沖傳遞函數(shù)28-30

1.4.3線性離散控制系統(tǒng)的分析方法28-33

1.5化工過(guò)程動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型28-34

1.5.1動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的作用28-34

1.5.2機(jī)理模型的建立28-35

1.5.3系統(tǒng)辨識(shí)和參數(shù)估計(jì)28-37

1.5.4自由度分析28-38

1.6最優(yōu)控制系統(tǒng)28-39

1.6.1靜態(tài)最優(yōu)控制28-40

1.6.2動(dòng)態(tài)最優(yōu)控制28-41

參考文獻(xiàn)28-41

2過(guò)程檢測(cè)儀表28-43

引言28-43

2.1過(guò)程檢測(cè)儀表主要性能指標(biāo)和測(cè)量誤差28-43

2.1.1儀表主要性能指標(biāo)28-43

2.1.2測(cè)量誤差28-44

2.2壓力測(cè)量?jī)x表28-45

2.2.1壓力表28-46

2.2.2彈性式壓力表28-46

2.2.3液柱式壓力計(jì)28-47

2.2.4負(fù)荷式壓力計(jì)28-47

2.2.5壓力傳感器28-47

2.2.6壓力開關(guān)28-48

2.2.7壓力測(cè)量?jī)x表的選用28-48

2.3物位測(cè)量?jī)x表28-49

2.3.1浮力式液位計(jì)28-49

2.3.2差壓式液位計(jì)28-49

2.3.3電容式液位計(jì)28-51

2.3.4雷達(dá)物位計(jì)28-52

2.3.5超聲波物位計(jì)28-53

2.3.6放射性物位計(jì)28-53

2.3.7伺服液位計(jì)28-54

2.3.8磁致伸縮液位計(jì)28-55

2.3.9物位開關(guān)28-55

2.3.10物位測(cè)量?jī)x表的選用28-56

2.4流量測(cè)量?jī)x表28-57

2.4.1體積流量計(jì)28-57

2.4.2質(zhì)量流量計(jì)28-62

2.4.3流量計(jì)的選用28-64

2.5溫度測(cè)量?jī)x表28-66

2.5.1玻璃液體溫度計(jì)28-66

2.5.2雙金屬膨脹式溫度計(jì)和壓力式溫度計(jì)28-66

2.5.3熱電阻28-67

2.5.4熱電偶28-68

2.5.5非接觸式溫度計(jì)28-69

2.5.6溫度測(cè)量?jī)x表的選用28-70

2.6過(guò)程分析儀表28-70

2.6.1熱導(dǎo)式氣體分析器28-71

2.6.2磁導(dǎo)式氧氣分析器28-71

2.6.3紅外線分析器28-72

2.6.4工業(yè)用氣相色譜儀28-72

2.6.5電化學(xué)式分析器28-74

2.6.6電導(dǎo)式分析器28-76

2.6.7熱化學(xué)式分析器28-76

2.6.8光電比色分析器28-76

2.6.9工業(yè)黏度計(jì)28-77

2.6.10軸位移和軸振動(dòng)測(cè)定儀28-77

2.7變送器28-78

2.7.1變送器量程遷移和零點(diǎn)遷移28-78

2.7.2壓力（差壓）變送器28-80

2.7.3溫度變送器28-82

2.7.4智能式變送器28-83

2.8顯示儀表28-85

2.8.1模擬式顯示儀表28-85

2.8.2數(shù)字式顯示儀表28-85

參考文獻(xiàn)28-87

3過(guò)程控制裝置28-89

引言28-89

3.1控制器28-90

3.1.1模擬式控制器28-90

3.1.2離散PID算法28-92

3.1.3PID算式改進(jìn)形式28-93

3.1.4采用離散PID算法與連續(xù)PID算法的性能比較28-93

3.1.5數(shù)字式控制器28-94

3.2可編程序控制器（PLC）28-97

3.2.1PLC的基本結(jié)構(gòu)組成28-98

3.2.2PLC的應(yīng)用注意事項(xiàng)28-98

3.2.3PLC主要產(chǎn)品介紹28-100

3.3集散控制系統(tǒng)（DCS）28-102

3.3.1DCS發(fā)展經(jīng)歷28-102

3.3.2DCS的硬件結(jié)構(gòu)組成28-104

3.3.3DCS的軟件28-110

3.3.4DCS主要產(chǎn)品介紹28-112

3.4現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）28-113

3.4.1FCS的基本結(jié)構(gòu)組成28-114

3.4.2典型的現(xiàn)場(chǎng)總線28-115

3.5緊急停車系統(tǒng)（ESD）28-119

3.5.1ESD的類型28-120

3.5.2ESD的常用指標(biāo)28-120

3.5.3ESD的可靠性設(shè)計(jì)原則28-122

3.5.4工藝聯(lián)鎖和順序控制與緊急停車聯(lián)鎖28-124

3.6安全儀表系統(tǒng)（SIS）28-124

3.6.1SIS的基本結(jié)構(gòu)組成28-124

3.6.2SIS的功能28-124

3.6.3安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則28-125

參考文獻(xiàn)28-125

4過(guò)程控制28-127

引言28-127

4.1簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)28-127

4.1.1被控變量的選擇28-128

4.1.2操縱變量的選擇28-128

4.1.3控制規(guī)律的選擇28-128

4.1.4控制閥的選擇28-129

4.1.5控制器參數(shù)的工程整定28-132

4.2串級(jí)控制系統(tǒng)28-134

4.2.1串級(jí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及方框圖28-134

4.2.2串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)28-135

4.2.3串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)28-135

4.3均勻控制系統(tǒng)28-136

4.3.1簡(jiǎn)單均勻控制系統(tǒng)28-136

4.3.2串級(jí)均勻控制系統(tǒng)28-137

4.4比值控制系統(tǒng)28-137

4.4.1單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)28-138

4.4.2雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)28-138

4.4.3變比值（串級(jí)比值）控制系統(tǒng)28-138

4.5前饋控制系統(tǒng)28-140

4.5.1前饋控制系統(tǒng)原理28-140

4.5.2前饋控制系統(tǒng)的幾種形式28-141

4.6分程控制系統(tǒng)28-142

4.6.1不同工況需要不同的控制手段28-142

4.6.2擴(kuò)大調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍28-144

4.7選擇性控制系統(tǒng)28-144

4.7.1超馳控制系統(tǒng)28-144

4.7.2其他類型的選擇性控制系統(tǒng)28-146

4.8雙重控制系統(tǒng)28-147

4.9純滯后補(bǔ)償系統(tǒng)28-148

4.10解耦控制系統(tǒng)28-151

4.10.1系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)分析（相對(duì)增益）28-151

4.10.2解耦控制28-152

4.10.3解耦設(shè)計(jì)中的有關(guān)問(wèn)題28-153

參考文獻(xiàn)28-154

5先進(jìn)控制技術(shù)28-155

引言28-155

5.1軟測(cè)量28-155

5.1.1軟測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介28-155

5.1.2輔助變量選擇28-156

5.1.3數(shù)據(jù)選擇與處理28-157

5.1.4軟測(cè)量建模方法28-157

5.1.5軟測(cè)量?jī)?yōu)化方法28-162

5.2差拍控制28-163

5.2.1差拍控制簡(jiǎn)介28-163

5.2.2達(dá)林算法28-164

5.2.3V.E.控制算法28-164

5.3推斷控制28-165

5.3.1推斷控制簡(jiǎn)介28-165

5.3.2狹義推斷控制28-165

5.3.3廣義推斷控制28-166

5.4預(yù)測(cè)控制28-167

5.4.1模型預(yù)測(cè)控制簡(jiǎn)介28-167

5.4.2預(yù)測(cè)函數(shù)控制28-169

5.4.3脈沖響應(yīng)控制28-169

5.4.4動(dòng)態(tài)矩陣控制（DMC）28-170

5.4.5廣義預(yù)測(cè)控制（GPC）28-170

5.4.6多變量預(yù)測(cè)控制28-171

5.4.7連續(xù)重整裝置預(yù)測(cè)控制實(shí)例28-171

5.5自適應(yīng)與自校正控制28-174

5.5.1自適應(yīng)控制簡(jiǎn)介28-174

5.5.2自整定調(diào)節(jié)器28-174

5.5.3模型參考型自適應(yīng)控制系統(tǒng)28-176

5.5.4自校正控制系統(tǒng)28-176

5.5.5魯棒自適應(yīng)控制28-177

5.6模糊控制28-177

5.6.1模糊控制簡(jiǎn)介28-177

5.6.2模糊控制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)28-178

5.6.3模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)28-179

5.6.4模糊控制器設(shè)計(jì)分析28-181

5.7神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制28-183

5.7.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制簡(jiǎn)介28-183

5.7.2典型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)28-184

5.7.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制28-185

5.7.4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用實(shí)例28-186

5.8專家控制系統(tǒng)28-188

5.8.1專家控制簡(jiǎn)介28-188

5.8.2專家控制系統(tǒng)的特點(diǎn)28-189

5.8.3專家控制系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)28-189

5.8.4常見的專家控制系統(tǒng)28-190

5.8.5專家控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例28-191

參考文獻(xiàn)28-192

6化學(xué)工程單元操作控制策略28-194

引言28-194

6.1流體輸送設(shè)備的控制28-194

6.1.1離心泵的控制28-195

6.1.2往復(fù)泵與位移式旋轉(zhuǎn)泵的控制方案28-196

6.1.3離心式壓縮機(jī)的控制28-197

6.1.4離心式壓縮機(jī)的防喘振控制28-197

6.2傳熱設(shè)備的控制方案28-200

6.2.1一般傳熱設(shè)備的控制28-200

6.2.2管式加熱爐的控制28-202

6.2.3鍋爐設(shè)備的控制28-204

6.2.4蒸汽過(guò)熱系統(tǒng)的控制28-209

6.3精餾塔的控制28-210

6.3.1精餾塔的基本控制方案28-211

6.3.2采用計(jì)算指標(biāo)的控制28-215

6.3.3精餾塔的節(jié)能控制方案28-219

6.4化學(xué)反應(yīng)器的控制28-221

6.4.1取反應(yīng)產(chǎn)品成分或反應(yīng)轉(zhuǎn)化率作為被控變量28-222

6.4.2取反應(yīng)過(guò)程的工藝狀態(tài)變量作為被控變量28-223

6.4.3穩(wěn)定外圍的控制方案28-226

6.4.4開環(huán)不穩(wěn)定反應(yīng)器的控制28-226

6.5應(yīng)用案例——原油蒸餾裝置（CDU）的控制28-228

6.5.1常壓爐和減壓爐的綜合控制28-228

6.5.2產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的軟測(cè)量28-228

6.5.3初餾塔和常壓塔的先進(jìn)控制器28-229

6.5.4減壓塔的先進(jìn)控制器28-231

參考文獻(xiàn)28-232

7化工生產(chǎn)過(guò)程操作優(yōu)化28-233

引言28-233

7.1操作優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型28-233

7.1.1目標(biāo)函數(shù)28-233

7.1.2過(guò)程最優(yōu)化模型28-234

7.1.3約束28-236

7.2最優(yōu)化方法28-236

7.2.1線性規(guī)劃法28-236

7.2.2非線性規(guī)劃法28-236

7.2.3智能優(yōu)化算法28-236

7.2.4混合整數(shù)規(guī)劃28-237

7.2.5動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法28-237

7.3化工過(guò)程操作優(yōu)化典型應(yīng)用案例28-238

7.3.1乙烯裝置裂解深度優(yōu)化控制28-238

7.3.2聚乙烯分子量分布優(yōu)化28-241

7.3.3復(fù)雜反應(yīng)過(guò)程控制優(yōu)化28-243

7.3.4精餾塔的優(yōu)化28-244

參考文獻(xiàn)28-247

8煉化過(guò)程的計(jì)劃優(yōu)化與調(diào)度28-248

引言28-248

8.1化工過(guò)程的生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化28-248

8.2煉化過(guò)程的生產(chǎn)調(diào)度28-253

8.3化工過(guò)程的計(jì)劃優(yōu)化與調(diào)度應(yīng)用案例28-258

參考文獻(xiàn)28-260

9企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)28-262

引言28-262

9.1綜合自動(dòng)化與MES系統(tǒng)簡(jiǎn)介28-262

9.2MES的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范28-263

9.3MES項(xiàng)目研發(fā)和實(shí)施策略28-264

9.3.1需求分析28-264

9.3.2功能確定28-267

9.3.3實(shí)施原則與方法28-268

9.4MES產(chǎn)品介紹28-268

9.4.1Honeywell解決方案28-269

9.4.2Proficy解決方案28-269

9.4.3HOLLIAS-MES解決方案28-269

9.4.4浙江中控MES-Suite化工行業(yè)MES解決方案28-270

9.5MES在石化過(guò)程中的應(yīng)用案例28-271

參考文獻(xiàn)28-273

符號(hào)說(shuō)明28-274

第29篇污染治理

1廢氣污染控制29-2

1.1概述29-2

1.1.1廢氣污染控制的目的和任務(wù)29-2

1.1.2廢氣污染控制技術(shù)進(jìn)展29-2

1.2大氣污染控制標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范29-3

1.2.1大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)29-4

1.2.2大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)29-5

1.2.3相關(guān)檢測(cè)規(guī)范29-7

1.2.4廢氣治理技術(shù)規(guī)范29-8

1.3顆粒物的控制29-9

1.3.1概述29-9

1.3.2機(jī)械除塵器29-10

1.3.3濕式除塵器29-15

1.3.4過(guò)濾式除塵器29-19

1.3.5電除塵器29-22

1.3.6除塵器的選用及發(fā)展趨勢(shì)29-24

1.4氣態(tài)污染物的控制29-24

1.4.1概述29-24

1.4.2吸收法29-25

1.4.3吸附法29-31

1.4.4燃燒法29-34

1.4.5生物法29-38

1.4.6光催化法29-40

1.4.7低溫等離子體法29-40

1.4.8泄漏檢測(cè)與修復(fù)29-40

1.4.9其他新技術(shù)29-41

1.4.10不同VOCs控制技術(shù)適用性匯總29-42

1.5廢氣收集系統(tǒng)29-43

1.5.1集氣罩設(shè)計(jì)29-44

1.5.2管線系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-52

參考文獻(xiàn)29-58

2廢水處理29-59

2.1廢水處理概述29-59

2.1.1化工廢水的來(lái)源、特征及分類29-59

2.1.2化工廢水中的主要污染物種類及其危害29-60

2.1.3化工廢水排放標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范29-62

2.1.4化工廢水處理方法的分類29-62

2.1.5化工廢水處理工藝的選擇及原則29-62

2.2預(yù)處理29-63

2.2.1概述29-63

2.2.2物理分離29-63

2.2.3物理化學(xué)處理29-75

2.2.4化學(xué)處理技術(shù)29-92

2.3廢水生物處理技術(shù)29-112

2.3.1生物處理技術(shù)基礎(chǔ)29-112

2.3.2生物脫氮除磷原理29-115

2.3.3活性污泥法29-116

2.3.4改良活性污泥法29-120

2.3.5生物膜法29-123

2.3.6厭氧生物處理29-128

2.4污泥處理處置29-137

2.4.1污泥的性質(zhì)29-137

2.4.2污泥濃縮29-139

2.4.3污泥的消化技術(shù)29-140

2.4.4污泥的干化技術(shù)29-143

2.4.5污泥的焚燒技術(shù)以及最終處置技術(shù)29-145

2.5廢水處理技術(shù)集成及資源化29-146

2.5.1概述29-146

2.5.2廢水處理技術(shù)集成29-147

2.5.3廢水資源化技術(shù)29-148

參考文獻(xiàn)29-150

3固廢處理與處置29-152

3.1概述29-152

3.2工業(yè)固廢的來(lái)源和特性29-153

3.2.1工業(yè)固廢的分類和來(lái)源29-153

3.2.2工業(yè)固廢的特性29-158

3.2.3危險(xiǎn)廢物29-160

3.3工業(yè)固廢的收集、貯存與運(yùn)輸29-162

3.3.1收集與貯存29-162

3.3.2運(yùn)輸29-165

3.4工業(yè)固廢的處理29-166

3.4.1處理技術(shù)簡(jiǎn)介29-166

3.4.2預(yù)處理29-166

3.4.3好氧堆肥29-168

3.4.4厭氧發(fā)酵29-169

3.4.5焚燒29-172

3.4.6熱解29-180

3.4.7危險(xiǎn)廢物的固化與穩(wěn)定化29-180

3.5工業(yè)固廢的資源化29-183

3.6工業(yè)固廢的處置29-184

3.6.1土地填埋29-185

3.6.2危險(xiǎn)廢物的安全填埋29-185

參考文獻(xiàn)29-193

第30篇過(guò)程安全

1緒論30-2

1.1安全計(jì)劃30-3

1.2事故和損失統(tǒng)計(jì)30-4

1.3可接受風(fēng)險(xiǎn)30-9

1.4公眾感知30-9

1.5事故過(guò)程特征30-9

1.6事故案例30-12

參考文獻(xiàn)30-15

2化工過(guò)程安全理論基礎(chǔ)30-17

2.1火災(zāi)和爆炸30-17

2.1.1火三角30-17

2.1.2基本概念30-18

2.1.3燃燒特性30-19

2.1.4極限氧濃度30-24

2.1.5可燃性圖表30-25

2.1.6點(diǎn)火源30-27

2.1.7點(diǎn)火能30-27

2.1.8氣溶膠和薄霧30-28

2.1.9爆炸30-28

2.1.10蒸氣云爆炸30-36

2.1.11沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸30-37

2.1.12粉塵爆炸30-38

2.1.13靜電30-45

2.2毒性30-56

2.2.1毒性的評(píng)價(jià)指標(biāo)30-56

2.2.2毒物危險(xiǎn)控制30-56

2.3其他危險(xiǎn)性30-57

2.3.1真空危害30-57

2.3.2惰性物質(zhì)的危險(xiǎn)性30-58

參考文獻(xiàn)30-60

3危險(xiǎn)化學(xué)品和化學(xué)反應(yīng)危險(xiǎn)性30-61

3.1物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)與活性危險(xiǎn)性30-61

3.1.1爆炸性化合物特有官能團(tuán)30-61

3.1.2易形成過(guò)氧化物的化學(xué)結(jié)構(gòu)30-63

3.1.3混合危險(xiǎn)物質(zhì)30-64

3.1.4容易發(fā)生事故的化學(xué)反應(yīng) 30-65

3.1.5與危險(xiǎn)化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的操作30-66

3.2物質(zhì)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)程序30-68

3.3基于化學(xué)結(jié)構(gòu)的燃爆特性定量預(yù)測(cè)30-69

3.3.1閃點(diǎn)預(yù)測(cè)30-70

3.3.2自燃點(diǎn)預(yù)測(cè)30-71

3.3.3爆炸極限預(yù)測(cè)30-72

3.3.4燃燒熱預(yù)測(cè)30-73

3.3.5撞擊感度預(yù)測(cè)30-73

3.4化工工藝過(guò)程危險(xiǎn)性30-74

3.4.1全生命周期30-74

3.4.2控制預(yù)期反應(yīng)的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)30-75

3.4.3抑制不可控反應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)30-78

3.4.4反應(yīng)危險(xiǎn)性評(píng)估和過(guò)程危險(xiǎn)性分析30-78

3.4.5反應(yīng)數(shù)據(jù)的來(lái)源30-79

參考文獻(xiàn)30-79

4化工過(guò)程安全分析30-81

4.1常見的泄漏源30-81

4.2液體泄漏30-82

4.2.1液體通過(guò)小孔泄漏30-82

4.2.2儲(chǔ)罐中液體通過(guò)小孔泄漏30-84

4.2.3液體通過(guò)管道泄漏30-86

4.3氣體泄漏30-90

4.3.1氣體通過(guò)小孔泄漏30-90

4.3.2氣體通過(guò)小孔泄放30-91

4.3.3氣體通過(guò)管道泄漏30-91

4.4擴(kuò)展的泄漏模型30-98

4.4.1小孔泄漏的一般求解方法30-98

4.4.2過(guò)冷液體泄漏30-100

4.4.3小孔泄漏的數(shù)值解求解方法30-101

4.4.4可壓縮流體的泄漏模型30-101

4.4.5小孔和水平管道流的均相平衡模型30-102

4.4.6斜管泄漏的均相平衡模型30-103

4.4.7均相平衡模型的非均相擴(kuò)展30-105

4.5大氣擴(kuò)散及影響因素30-105

4.5.1污染源30-106

4.5.2大氣和地形參數(shù)30-106

4.5.3大氣與污染物之間的相互作用30-107

4.6大氣擴(kuò)散模型30-108

4.6.1術(shù)語(yǔ)30-109

4.6.2Pasquill-Gifford擴(kuò)散模型30-109

4.6.3重氣擴(kuò)散模型（Britter-McQuaid）30-110

4.7容器爆炸損傷估計(jì)30-114

4.7.1必要假設(shè)30-114

4.7.2爆炸特性30-114

4.7.3碎片的形成30-115

4.7.4碎片初始速度30-115

4.7.5裝有活性氣體混合物的容器爆炸 30-115

4.7.6裝有惰性高壓液體的容器爆炸30-116

4.7.7碎片的移動(dòng)距離30-116

4.7.8碎片的打擊速度30-116

4.7.9沖擊波的響應(yīng)30-116

參考文獻(xiàn)30-117

5安全裝置30-118

5.1泄壓系統(tǒng)30-118

5.1.1泄壓系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)30-118

5.1.2泄放場(chǎng)景30-118

5.1.3泄壓裝置30-120

5.1.4泄壓系統(tǒng)計(jì)算30-121

5.2緊急泄放裝置的泄放物收集和處理30-127

5.2.1設(shè)備的類型30-127

5.2.2設(shè)備選擇準(zhǔn)則和指南30-133

5.3阻火安全裝置30-135

5.3.1阻火器30-135

5.3.2安全液封30-136

5.3.3單向閥30-137

5.3.4阻火閘門30-137

參考文獻(xiàn)30-138

6危險(xiǎn)源辨識(shí)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)30-139

6.1危險(xiǎn)源辨識(shí)30-139

6.1.1過(guò)程危險(xiǎn)檢查表30-140

6.1.2危險(xiǎn)調(diào)查30-144

6.1.3危險(xiǎn)和可操作性（HAZOP）研究30-148

6.1.4其他方法30-151

6.2風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)30-151

6.2.1回顧概率理論30-152

6.2.2事件樹30-158

6.2.3事故樹30-160

6.2.4QRA和LOPA30-166

參考文獻(xiàn)30-171

7本質(zhì)安全30-173

7.1本質(zhì)安全與全過(guò)程生命周期30-173

7.1.1本質(zhì)安全30-173

7.1.2全過(guò)程生命周期考慮本質(zhì)安全30-174

7.2本質(zhì)安全設(shè)計(jì)原理30-174

7.2.1本質(zhì)安全層次30-174

7.2.2本質(zhì)安全設(shè)計(jì)流程30-176

7.3本質(zhì)安全評(píng)價(jià)方法30-176

7.3.1Dow火災(zāi)爆炸指標(biāo)法和蒙德指標(biāo)法30-176

7.3.2本質(zhì)安全原型指標(biāo)30-179

7.3.3本質(zhì)安全指標(biāo)法30-179

7.3.4基于模糊理論的本質(zhì)安全指標(biāo)法30-181

7.3.5綜合本質(zhì)安全指標(biāo)法30-181

7.3.6其他本質(zhì)安全指標(biāo)評(píng)價(jià)方法30-182

7.3.7本質(zhì)安全指標(biāo)評(píng)價(jià)方法的比較30-182

參考文獻(xiàn)30-183

本卷索引本卷索引1

全書索引全書索引1 2100433B

《化學(xué)工程手冊(cè)》（第三版）是化學(xué)工程領(lǐng)域標(biāo)志性工具書。

其圍繞化工單元操作與化學(xué)反應(yīng)工程兩個(gè)核心知識(shí)體系介紹基本理論和相關(guān)技術(shù)，并將現(xiàn)階段化學(xué)工程新理論和科研成果擴(kuò)充至第二版原有知識(shí)框架結(jié)構(gòu)中。與前兩版相比，本項(xiàng)目的超越和提升體現(xiàn)在：

其一，以全新視角將信息化/工業(yè)化深度融合的發(fā)展思路貫穿全手冊(cè)，闡明了21世紀(jì)化工行業(yè)發(fā)展的思路和路徑；

其二，為滿足行業(yè)發(fā)展和創(chuàng)新需要，全方位地展示了20年來(lái)我國(guó)化學(xué)工程學(xué)科在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)方面的顯著成績(jī)和重要進(jìn)展；

其三， 加強(qiáng)了工程實(shí)用性，凸顯了化學(xué)工程與其他學(xué)科交叉融合發(fā)展的大趨勢(shì)。

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其三， 加強(qiáng)了工程實(shí)用性，凸顯了化學(xué)工程與其他學(xué)科交叉融合發(fā)展的大趨勢(shì)。 2100433B

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其三， 加強(qiáng)了工程實(shí)用性，凸顯了化學(xué)工程與其他學(xué)科交叉融合發(fā)展的大趨勢(shì)。 2100433B