污染防治与工艺一体化 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:埃尔-哈瓦格

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:2004-4-1

价格:38.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787030127549

丛书系列:

图书标签:

• 污染防治
• 工艺一体化
• 环境工程
• 工业废水
• 废气治理
• 固废处理
• 清洁生产
• 绿色工艺
• 生态工程
• 环境技术

绿色化工的未来：面向可持续发展的化学工程新范式 图书简介 本书深入探讨了当代化学工业面临的严峻挑战——如何在满足社会对化学产品日益增长的需求的同时，实现环境友好与资源高效利用的根本性转变。本书聚焦于“绿色化学”和“可持续工程”的核心理念，构建了一套面向未来的、集成的工艺设计与优化框架，旨在彻底革新传统化工生产的思维定式和技术路径。 第一部分：新时代的化工困境与绿色转型的必然性 化学工业是现代社会的支柱，但其发展历程中积累的环境负荷不容忽视。本部分首先对传统化工模式的弊端进行了全面而深入的剖析。 1.1 资源的约束与利用效率的瓶颈 我们详细分析了化石燃料作为主要原料的不可持续性，以及反应过程中原子经济性普遍偏低所导致的资源浪费。内容涵盖了传统催化剂的局限性、分离提纯过程的高能耗特点，以及副产物和废弃物产生的内在机制。重点讨论了如何通过分子设计和反应路径重构，从源头上提升资源利用效率（E-factor的改进）。 1.2 环境影响的量化与风险评估 本章超越了简单的污染物排放监管层面，引入了全生命周期评估（LCA）的方法论，对化工产品的“摇篮到坟墓”阶段的环境足迹进行量化分析。详细阐述了新兴的毒理学风险评估模型，以及如何将环境安全指标融入工艺的早期设计阶段。特别关注了持久性有机污染物（POPs）、内分泌干扰物等新型化学品对生态系统的长期威胁。 1.3 法规驱动与社会期望的升级 随着全球气候变化和生物多样性丧失问题的日益突出，各国政府和公众对化工行业的监管标准和期望值正在快速提高。本节梳理了REACH法规、全球化学品统一分类和标签制度（GHS）等国际前沿法规的演变，并探讨了企业社会责任（CSR）如何转化为实际的工艺创新压力。 第二部分：绿色化学十二原则的深度应用与工程化 绿色化学十二原则是指导未来化工发展的灯塔，本书致力于将这些原则转化为可操作的工程技术。 2.1 催化剂革命：从均相到多相与生物催化 催化剂是实现高效、选择性反应的关键。本部分深入探讨了新型催化体系的研发与应用： 多相催化剂的设计与调控： 重点介绍了纳米结构材料、金属有机框架（MOFs）以及共价有机框架（COFs）在提升活性、稳定性和可回收性方面的突破。讨论了如何通过精确控制活性位点的几何结构和电子性质，实现对反应路径的定向导引。 酶催化与生物转化： 阐述了固定化酶技术、定向进化技术在温和条件下（常温常压）实现高选择性转化的潜力。探讨了将生物催化整合到传统化学合成路线中的工程挑战与解决方案。 2.2 反应介质的替代与优化 溶剂的使用是造成化工污染的主要原因之一。本书系统性地介绍了替代传统挥发性有机溶剂（VOCs）的工程策略： 超临界流体技术： 以超临界二氧化碳（scCO2）为例，详述了其作为反应和分离介质的优势，以及在萃取、结晶过程中的工程应用。 离子液体与深共熔溶剂（DESs）： 分析了这类新型溶剂的独特溶解特性、低蒸汽压和可设计性，以及在均相催化反应中的表现。重点在于如何解决其回收和成本问题。 2.3 原子经济性反应的设计与实践 深入剖析了加成反应、重排反应以及氧化还原反应的绿色化路径。重点介绍了C-H键活化技术在复杂分子合成中的应用，它极大地简化了合成步骤，避免了繁琐的官能团保护与脱除过程。 第三部分：工艺集成与可持续工程学 绿色化学的理念必须通过先进的工艺工程手段才能落地。本部分着重于如何将分散的绿色技术整合成高效、低能耗的生产单元。 3.1 反应与分离的一体化技术（Reactive Separation） 传统工艺中，反应和分离通常是两个相互独立、能耗巨大的单元操作。本书详细介绍了将两者耦合的创新技术： 反应精馏（Reactive Distillation）： 阐述了其在平衡限制反应（如酯化反应）中，通过同步移除产物来打破平衡，同时实现分离的过程强化效果。 膜反应器（Membrane Reactors）： 重点分析了选择性渗透膜在反应过程中对特定产物或副产物的实时分离机制，如何有效提升转化率和选择性。 3.2 微反应器技术与过程安全 微反应器因其极高的比表面积、优异的传质传热性能，成为精确控制高危反应和实现快速反应的理想平台。本章内容包括： 精确的温度控制： 如何利用微通道结构有效管理高放热反应，避免“热点”的形成，从而提升反应的安全性和选择性。 连续流化学（Flow Chemistry）： 对比间歇釜式反应，阐述了连续流系统在实现高通量筛选、快速工艺优化以及易于放大生产方面的优势。 3.3 能源系统的优化与利用 可持续性不仅关乎原料，更关乎能源的效率。本书探讨了化工生产中的余热回收与梯级利用策略，包括有机朗肯循环（ORC）在低品位余热发电中的应用。此外，还讨论了利用光能、电能等清洁能源驱动化学转化的前沿研究，如光催化和电化学合成。 第四部分：面向全生命周期的系统优化与未来展望 本部分的重点在于将前述技术置于一个宏观的、系统的优化框架中进行评估和管理。 4.1 工艺流程的拓扑优化与模拟 介绍先进的过程模拟软件（如Aspen Plus, gPROMS）在绿色工艺设计中的应用，重点在于如何整合LCA数据和经济性指标，进行多目标优化。内容涵盖了流程网络分析（Pinch Analysis）在能源集成中的精细化应用，以及如何设计出最少的公用工程需求（如冷却水、蒸汽）的工厂布局。 4.2 废物最小化与循环经济的实践 详细阐述了如何将“废物”视为潜在的“资源”。内容包括： 副产物的升级利用： 案例分析了如何将传统上被丢弃的副产物通过新的化学转化技术转化为高附加值产品。 溶剂与催化剂的闭路循环： 探讨了先进的膜分离、超临界萃取技术在溶剂高纯度回收中的工程实现，确保溶剂的多次甚至无限次循环使用。 4.3 数字化赋能与智能制造 展望未来，本书强调了信息技术对绿色化工转型的关键作用。讨论了工业物联网（IIoT）、大数据分析和人工智能在实时过程监测、故障预测性维护以及最优操作点动态调整中的潜力，从而确保生产过程始终维持在最高效、最环保的状态。 本书面向化学工程、应用化学、环境科学及相关领域的专业人士、研究人员和高等院校师生，旨在提供一个全面、深入且具有前瞻性的绿色化工工艺设计与优化工具箱。

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我特别留意了这本书中对“可持续发展”理念的融入程度，毕竟这是当代工程技术不可回避的基石。坦率地说，这部分内容是全书相对薄弱的一环，给我的感觉更像是为了符合时代要求而进行的“点缀”，而非核心思想的贯穿。书中虽然提到了几处关于“绿色化学”的原则，但多是概念的简单罗列，未能充分展示如何在具体的工艺流程设计中，通过工程手段实现污染物的源头削减或能源的梯级利用。例如，在介绍一套废水处理系统时，重点放在了末端达标的指标上，而对于整个系统的“能耗-物耗”平衡分析，以及如何通过优化设备选型来降低全生命周期的碳足迹，探讨得不够深入。我期待看到的是，如何将经济效益、环境效益和社会效益进行多目标优化下的系统集成，而不是简单地将环保措施视为成本中心。这种视角上的局限性，使得全书在“前瞻性”的评分上稍显不足。

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我带着极高的期待翻开了这本书的内页，试图从中汲取一些关于现代工业废弃物处理的前沿知识，然而，阅读体验着实让我经历了一番“过山车”。书中对于基础理论的铺陈显得有些冗长和过于宏观，仿佛是在回顾上世纪八九十年代的教科书内容，对于当前行业普遍关注的“零排放”或者“资源化利用”等热点议题，涉及得非常表面化，缺乏深度挖掘和案例支撑。例如，在讨论某类高难度有机污染物的降解机制时，作者似乎更倾向于罗列已知的化学反应式，而没有深入探讨在实际工业放大过程中可能遇到的工程难题，比如催化剂失活的机理、反应器设计的最优化参数选择等。我希望看到的，是更贴近实际操作层面的、具有前瞻性的解决方案，而不是停留在理论推导的舒适区内。这种“高屋建瓴”但“缺乏实战性”的叙述风格，使得我不得不频繁地在其他专业文献中交叉验证，才能构建出完整的知识体系。

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这本书的语言风格，说实话，给我一种穿越回了学术会议现场的感觉——严谨到近乎刻板，信息密度高到让人需要反复咀嚼。作者的叙事逻辑非常严密，几乎每一个论点后面都紧跟着详实的实验数据或理论推导，这对于追求精确性的专业人士来说无疑是福音。比如，在分析某项新型膜分离技术的效率时，作者用了一整页篇幅来详述各种影响通量的微观因素，并配有复杂的数学模型，每一个参数的选取都有其明确的依据。然而，这种极致的严谨性也带来了阅读上的挑战：对于初次接触该领域、希望建立整体框架的读者来说，可能很容易被淹没在大量的术语和公式海洋中。书中缺乏那种引导性的过渡性语言，很少有“我们可以把这个问题简化为……”或者“为了更好地理解，我们想象一个场景……”这样的引导。这使得阅读过程更像是在解一道层层递进的证明题，而不是享受一次知识的探索之旅。

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这本书的索引和附录部分处理得非常到位，这体现了作者和编辑团队对读者需求的深刻理解。清晰的页码索引系统，让我能够迅速定位到书中提到特定化学品或特定反应条件的章节，极大地提高了查阅效率，避免了大海捞针般的翻找。更值得称赞的是，附录中收录的几份关键的国内外标准摘要，对于快速了解法规要求非常有帮助，省去了我单独去查阅标准文件的麻烦。此外，书中引用的参考文献列表非常庞大且具有时效性，涵盖了近十年的重要期刊论文，这为想要进一步深挖某个技术细节的读者提供了宝贵的资源入口。可以说，这部分内容是本书“工具书”属性的最佳佐证，它让这本书从一本纯粹的理论著作，升级为了一个实用的、可以随时进行工程参考和法规比对的桌面助手，这对于日常工作中的快速决策支持具有不可估量的价值。

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这本书的装帧设计给我留下了非常深刻的印象。硬壳封面采用了沉稳的深蓝色调，搭配烫金的书名和作者信息，显得既专业又不失格调。纸张的质感也相当出色，厚实且带有微微的磨砂触感，即使用力翻阅也能感受到制作者的用心。内页的排版设计堪称一绝，字体选择清晰易读，字号大小适中，保证了长时间阅读的舒适度。最值得称赞的是，作者在关键概念的阐述部分采用了图文并茂的方式，那些复杂的流程图和剖面示意图绘制得极其精细，线条流畅，色彩搭配专业且不花哨，极大地降低了理解技术性内容的门槛。每章的章节标题都设计得很有层次感，让人一目了然。而且，书本的装订工艺非常牢固，即使我经常携带它往返于实验室和办公室，书脊也丝毫没有出现松动或弯折的迹象，体现了这是一本可以长期使用的工具书。这种对细节的极致追求，让初次接触它的读者就能感受到出版方对知识的尊重。

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