本书作者运用精细化工反应及单元操作过程课题研究最新理论，并综合作者多年在该领域积累的实践经验，从反应过程及设备、物料预处理设备、传质过程与设备、传热过程及设备、机械分离方面对不同类型的设备进行了详细的分类和功能划分。本书适合从事精细化工工艺及设备的工程技术人员阅读参考，也可供相关专业大学生参考学习。

第一篇 反应过程及设备

第一章 一般精细化工反应过程及设备1

第一节 釜式反应器2

一、概述2

二、釜式反应器的计算2

第二节 搅拌反应设备8

一、概述8

二、搅拌功率计算11

三、其他搅拌方法16

四、叶轮搅拌器的放大与机械设计18

第三节 气液反应器21

一、概述21

二、降膜吸收反应器22

三、鼓泡反应器29

第四节 加压过程反应器及辅助设备34

一、加压过程反应器34

二、加压过程的热量衡算38

三、辅助过程所用设备39

第五节 催化反应过程设备40

一、反应器40

二、反应器的热量衡算43

三、反应产物冷凝和收集44

第二章 生物化工专用反应设备46

第一节 概述46

第二节 细胞生物反应器47

一、微生物细胞反应器47

二、动物细胞生物反应器50

三、植物细胞生物反应器50

第三节 酶反应器51

一、膜反应器51

二、液固反应器52

三、气液固三相反应器52

第四节 生物反应器的设计53

一、生物反应器的基本设计方程53

二、间歇操作搅拌槽式反应器（BSTR）的

设计54

三、连续操作的搅拌槽式反应器（CSTR）的

设计56

四、连续操作的管式反应器（CPFR）的

设计64

五、半间歇半连续操作的生物反应器的

设计67

六、动植物细胞培养反应器的设计72

第五节 生物反应器的传递过程75

一、发酵介质的流变特性75

二、氧的传质反应模型77

三、机械搅拌槽式反应器的传递特性81

四、气体搅拌塔式反应器的传递特性87

五、生物反应过程的传热特性90

第六节 培养基灭菌设备92

一、概述92

二、灭菌的原理和方法92

三、培养基热灭菌动力学93

四、连续灭菌流程96

五、设备构造和计算97

第七节 空气调节 设备98

一、空气增（减）湿原理98

二、空气的增湿、减湿方法99

三、空气调节 设备的结构101

四、空气调节 设备的计算101

第八节 空气除菌设备102

一、通风发酵对无菌空气的要求和除菌方法103

二、过滤除菌机理105

三、深层过滤效率和过滤器计算106

四、过滤介质和过滤器的结构109

五、过滤除菌流程113

六、附属设备116

第二篇 物料预处理设备

第一章 粉碎研磨设备119

第一节 概述119

一、粉碎的目的119

二、固体颗粒的粒度和粒度分布119

三、粉碎方法121

四、粉碎方式的分类122

五、粉碎机的选择123

六、粉碎的能量消耗123

七、粉碎机的节 能探讨124

第二节 干法粉碎及装置126

一、环辊研磨机126

二、球磨机127

三、振动磨130

四、气流粉碎机131

五、锤式粉碎机135

六、内分级涡轮粉碎机136

第三节 干法加料及筛析装置140

一、干法加料装置140

二、干法筛析装置143

第四节 湿法研磨145

一、砂磨机146

二、双锥型砂磨机152

三、砂磨锅153

四、行星砂磨机154

五、其他湿法研磨装置156

第五节 湿法分散装置158

一、齿型圆盘分散器158

二、双轴高速分散器159

三、行星叶轮分散器159

四、叶轮匀质分散器160

五、高效分散机161

六、高压乳化泵162

第六节 湿法筛析装置162

一、圆筒过滤器162

二、离心式分级机163

第七节 粉碎助剂164

一、粉碎助剂的类型164

二、应用效果164

三、作用机理165

第二章 混合设备166

第一节 混合设备概述166

一、混合设备的分类166

二、混合设备的原理167

第二节 固相混合机167

一、带有螺旋和分散板的圆筒形混合机167

二、锥形混合机169

三、球磨机170

四、气流混合器171

第三节 液相混合器172

一、搅拌混合器172

二、静态混合器179

第三章 乳化设备180

第一节 乳化理论基础180

一、乳状液的不稳定性180

二、乳化剂的分类及选择180

第二节 乳状液制备及乳化设备182

第三篇 传质过程与设备

第一章 传质过程理论基础184

第一节 化工生产中的传质184

一、平衡分离过程184

二、速率分离过程184

三、分离方法的选择184

第二节 相组成的表示法185

一、质量分数（工程制用质量分率）和

摩尔分数185

二、质量比和摩尔比186

三、浓度186

第三节 扩散原理187

一、基本概念和费克定律187

二、一维稳定分子扩散187

三、扩散系数189

四、湍流流体中的扩散190

第四节 质量、热量、动量传递之间的

类比191

一、三传类比的基本概念191

二、三传类比的表达式191

三、对流传质系数经验公式194

第二章 吸收（或解吸）设备195

第一节 有关吸收的基本原理195

一、工业生产中的吸收过程195

二、吸收的流程和溶剂195

三、气体在液体中的溶解度196

四、传质速率方程197

第二节 吸收（或脱吸）塔的计算200

一、物料衡算200

二、对低浓度气体填料层高度的计算202

三、传质单元205

四、对高浓度气体填料层高度的计算206

五、塔板数207

六、脱吸（解吸）208

第三节 其他类型吸收209

一、多组分吸收209

二、化学吸收210

三、非等温吸收211

第四节 板式塔212

一、板式塔的类型、结构与特点212

二、板式塔的水力学性能213

三、板式塔的设计要领219

四、板效率221

第五节 填料塔223

一、填料塔与填料223

二、填料塔的水力学性能与传质性能225

三、填料塔与板式塔的比较228

第三章 蒸馏设备230

第一节 蒸馏过程理论概述230

一、二元物系的气液相平衡230

二、非理想溶液的气液相平衡233

三、蒸馏方式234

第二节 二元连续精馏的分析和计算236

一、全塔物料衡算236

二、精馏段的分析及其图解法237

三、提馏段的分析和进料状况的影响238

四、理论塔板数的计算239

五、实际塔板数及塔板效率240

六、填料精馏塔的填料层高度241

七、精馏装置的热量衡算242

八、回流比的影响及选择243

九、理论塔板数的捷算法244

第三节 多组分精馏246

一、多组分精馏的基本概念246

二、多组分物系的气液平衡246

三、多组分精馏的物料衡算248

四、捷算法求理论塔板数248

第四节 特殊精馏249

一、恒沸蒸馏249

二、萃取蒸馏250

三、恒沸蒸馏和萃取蒸馏的比较251

第五节 其他方式蒸馏251

一、水蒸气蒸馏251

二、间歇蒸馏252

第四章 萃取设备254

第一节 萃取的基本概念254

一、概述254

二、萃取剂254

第二节 萃取过程的流程和计算255

一、单级萃取255

二、多级错流萃取255

三、多级逆流萃取257

四、连续接触逆流萃取258

第三节 几种新型萃取分离技术260

一、超临界萃取分离技术260

二、反胶团萃取技术262

三、双水相萃取技术264

第四节 萃取设备265

一、混合澄清槽265

二、重力流动萃取塔266

三、输入机械能的萃取塔267

四、离心萃取机269

第五节 萃取设备的选用270

第五章 结晶设备271

第一节 结晶的基本原理271

一、基本概念271

二、结晶过程的相平衡271

三、结晶动力学初步272

第二节 工业结晶方法273

一、移除部分溶剂的结晶274

二、不移除溶剂的结晶274

三、其他结晶方法274

第三节 结晶设备简介274

一、不移除溶剂的结晶器（冷却

结晶器）274

二、移除部分溶剂的结晶器275

第四节 结晶设备计算276

一、物料衡算276

二、热量衡算277

三、晶核形成速度计算277

四、晶体成长速率计算277

五、结晶过程的产量计算278

第六章 离子交换设备与吸附设备279

第一节 离子交换树脂279

一、离子交换树脂的分类279

二、离子交换树脂的命名279

三、离子交换树脂的作用原理281

四、树脂的选用281

第二节 离子交换设备的分类和结构282

一、离子交换设备的分类282

二、离子交换设备的结构283

第三节 离子交换设备的计算284

一、固定床的放大284

二、连续逆流离子交换设备的计算285

第四节 电渗析设备285

一、离子交换膜286

二、电渗析基础理论288

三、电渗析器的结构、组装方式及操作

模型290

四、电渗析过程设计和优化291

五、电渗析的应用及发展前景292

第五节 吸附分离297

一、吸附平衡297

二、吸附剂298

三、吸附分离过程299

四、变温与变压吸附299

五、吸附的工业方法与设备301

第七章 膜分离技术304

第一节 基本概念304

一、膜的分类304

二、膜的制备和膜组件305

三、膜分离技术的特点306

第二节 膜分离机理306

一、反渗透膜的透过机理306

二、超过滤膜的透过机理307

三、浓差极化308

第三节 膜分离技术的应用308

一、反渗透膜分离308

二、超滤膜分离及酶的提取308

三、微孔过滤技术309

四、气体渗透分离309

五、渗透蒸发分离310

六、渗析和电渗析分离311

七、液膜分离技术311

八、膜分离技术在其他领域的应用312

第八章 干燥设备314

第一节 干燥的基本理论314

一、物料中所含水分的性质314

二、干燥特性曲线314

三、干燥时间的计算316

第二节 干燥设备的性能要求和选择原则316

一、干燥器的性能要求316

二、干燥器的选择原则316

三、常用工业干燥器简介317

第三节 箱式干燥器317

一、箱式干燥器的结构317

二、箱式干燥器的设计与计算318

第四节 回转圆筒干燥器320

一、工作原理及结构320

二、回转圆筒干燥器的设计与计算320

三、直接加热旋转窑321

四、间接加热蒸汽管干燥器321

五、直接加热的罗托卢佛尔干燥器321

第五节 真空耙式干燥器322

第六节 通道式干燥器322

第七节 薄膜干燥器323

一、滚筒薄膜干燥器的原理与设计323

二、刮板薄膜干燥器325

第八节 气流干燥器325

一、工作原理和特点325

二、粒子运动方程325

三、颗粒的传热327

四、气流干燥管的压力损失327

五、气流干燥器的设计328

六、气流干燥器的几种型式329

第九节 喷雾干燥器329

一、喷雾干燥器的工作原理和特点329

二、液滴的干燥特性331

三、雾化器333

第十节 其他干燥器338

一、流化床干燥器338

二、几种新发展的干燥器339

第四篇 传热过程及设备

第一章 传热理论342

第一节 概述342

一、传热在精细化工生产中的应用342

二、传热的三种基本形式342

第二节 热传导343

一、傅里叶定律343

二、导热系数343

三、平壁的稳定热传导344

四、圆筒壁的稳定热传导346

五、保温层的临界厚度347

六、热传导微分方程及其定解条件348

七、具有内热源的热传导349

八、不稳定热传导350

第三节 两流体间的热量传递352

一、间壁两侧流体热交换过程的

分析352

二、对流传热系数和总传热系数353

三、平均温度差的计算354

四、传热效率传热单元数法355

第四节 对流与对流传热系数358

一、影响对流传热系数的因素358

二、因次分析在对流传热中的应用360

三、流体作强制对流时的对流传热

（系数）361

四、流体作自然对流时的对流传热

（系数）366

五、蒸气冷凝时的对流传热（系数）366

六、液体沸腾时的对流传热（系数）370

七、壁温的计算373

八、非牛顿型流体的传热373

第五节 热辐射374

一、热辐射的基本概念374

二、物体的发射能力——斯蒂芬波尔茨曼

定律375

三、克希霍夫定律376

四、两固体间的相互辐射377

五、气体的热辐射381

六、设备热损失的计算382

第二章 传热设备383

第一节 换热器383

一、夹套式换热器383

二、套管式换热器383

三、蛇管式换热器384

四、列管式换热器384

五、板式换热器384

六、螺旋板式换热器384

七、板翅式换热器385

八、管翅式换热器385

九、空冷换热器385

第二节 加热设备386

一、燃烧炉386

二、电炉386

三、废热锅炉389

第三节 其他传热设备389

一、冷凝器389

二、再沸器390

三、凉水塔391

四、空调与制冷系统391

五、蒸发器392

第五篇 机 械 分 离

第一章 筛分393

第一节 固体颗粒393

一、颗粒的大小与形状393

二、标准筛与筛析394

三、固体颗粒的粒度394

四、固体颗粒的密度395

第二节 筛396

一、筛分396

二、筛面396

三、筛分效率396

四、筛分设备397

第二章 离心分离设备401

第一节 离心分离的原理401

一、离心机内的沉降401

二、离心机内的液体分离402

三、离心过滤403

第二节 离心机405

一、概述405

二、连续式过滤离心机406

三、过滤式离心机414

四、管式超速离心机421

第三章 过滤设备423

第一节 过滤过程理论423

一、过滤过程原理423

二、恒压过滤425

三、恒速过滤与恒速恒压过滤425

四、悬浮液的预处理426

五、过滤介质427

六、滤饼的洗涤与脱水435

第二节 板框式过滤设备445

一、板框压滤机结构与工作原理445

二、立式滤布全行走型压滤机446

第三节 真空过滤设备449

一、真空过滤的基本过程449

二、真空过滤的基本设备450

三、转鼓真空过滤机450

四、水平带式真空过滤机453

第四节 离心式过滤设备455

一、离心机的生产能力455

二、间歇式过滤离心机455

三、连续式过滤离心机455

四、卧式虹吸刮刀卸料离心机456

第五节 过滤技术的发展趋势456

主要参考文献461