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前言1

主要符号一览表1

第一章烃类蒸汽转化热力学及物料、热量计算1

目录1

二、平衡常数的计算 （12

二、石脑油蒸汽转化动力学 （93

第一节烃类蒸汽转化反应的化学计量关系3

一、化学计量关系与关键组分数3

二、独立反应数和独立反应7

第二节烃类蒸汽转化反应的热力学特征10

一、反应热效应10

三、影响平衡常数准确性的因素15

四、平衡组成16

第三节烃类蒸汽转化的物料计算21

一、氢碳比的计算21

第三节流程设计与简介 （127

二、转化反应器物料衡算27

三、二段转化炉补加空气量的计算30

四、转化炉出口气体成分分析数据正确与否的判别32

五、转化优劣的评价33

六、烟气成分计算37

第四节烃类蒸汽转化的热量计算40

一、石脑油生成焓的计算40

二、热量计算46

第五节单耗计算及其评述47

一、表达式及计算框图48

二、计算实例51

三、关于单耗指标的评述61

参考文献64

第二章烃类蒸汽转化催化剂与动力学65

第一节烃类蒸汽转化催化剂66

一、转化催化剂的工业要求67

二、催化剂组成68

三、催化剂的制备与还原72

四、催化剂的中毒与再生75

第二节烃类蒸汽转化反应动力学77

一、甲烷蒸汽转化反应本征动力学78

二、内外扩散对甲烷蒸汽转化反应的影响81

三、烃类蒸汽转化宏观动力学84

第三节石脑油蒸汽转化反应机理和动力学88

一、反应机理88

第四节析炭95

一、析炭热力学96

二、转化管析炭分析99

参考文献103

第三章烃类蒸汽转化过程设计105

第一节工艺条件选择106

一、压力106

二、温度111

三、水碳比113

四、空速115

第二节反应器型式选择116

一、外供热管式反应器117

二、固定床反应器123

三、蓄热式间歇反应器125

一、以天然气为原料的凯洛格流程128

二、以石脑油为原料的托普索流程130

三、石脑油预甲烷化131

四、以轻油为原料制合成甲醇原料气流程134

五、以天然气为原料间歇转化制合成氨原料气流程134

六、第三转化炉138

参考文献141

第四章辐射传热142

第一节辐射传热的基本原理143

一、吸收率、反射率、透过率144

二、普朗克定律145

三、斯蒂芬－波尔兹曼定律147

四、蓝贝特定律（余弦定律）148

五、灰体与基尔霍夫定律151

第二节角系数与两表面间的直接辐射热交换153

一、角系数与直接交换面积153

二、二维系统交叉线法计算角系数和直接交换面积155

三、辐射平面对管排的角系数157

四、微元表面对曲面的角系数163

五、管表面上的热流密度分布165

第三节烟气辐射172

一、烟气的辐射特征173

二、珀尔定律175

三、二氧化碳与水蒸气的黑度与吸收率177

四、经验式计算烟气黑度与吸收率182

五、灰气加权计算烟气的黑度与吸收率185

六、射线平均行程长度190

七、气体的体积辐射193

参考文献194

第五章区域法与蒙特卡罗法195

第一节直接交换面积197

一、直接交换面积的性质198

二、方箱炉中直接交换面积计算公式的推导201

三、圆筒炉中直接交换面积计算公式的推导205

四、直接交换面积计算公式的验证214

五、方箱炉中直接交换面积的简化计算公式215

第二节总交换面积217

一、比反射热流密度218

二、气体区为热源219

三、表面区为热源222

一、定向通量面积（定向总交换面积）224

第三节定向通量面积与温度分布计算224

二、温度分布计算226

三、计算例题229

第四节蒙特卡罗法235

一、数学模型236

二、能束跟踪240

三、温度分布计算243

参考文献246

第六章烃类蒸汽转化炉的数学模拟247

第一节数学模型248

一、管内数学模型248

二、燃烧室数学模型254

第二节凯洛格转化炉数学模拟258

一、计算框图260

二、计算结果261

一、工况说明265

第三节氨厂转化炉剖析265

二、模拟概述268

三、计算结果及其讨论269

第四节强化辐射传热的途径279

一、管内外传热过程控制步骤的判据279

二、辐射室各区之间净热交换量分布282

三、强化传热与节能的途径285

第五节对流段换热器计算288

一、管内给热系数计算288

二、烟气对流给热系数289

三、烟气辐射给热系数291

四、计算实例293

参考文献296

附录298

一、物性计算298

二、平衡组成307