本书系为高等学校核化工专业本科生编写的教材。全书共分九章。第一章为绪论。第二至四章介绍了化学反应动力学、均相反应器和非理想流动等有关化学反应器设计的基础知识。第五、六两章对气固反应宏观动力学和固体颗粒几种转化类型气固反应器设计原理作了较详细的讨论。第七章介绍了各种类型气固反应器和管式反应器计算的基本方法；之后在第八章中专门讨论了气固流化床反应器的设计及其相关问题。最后一章简要介绍了固体粉末的流动特性、供料和计量等有关知识。书中并编入了大量例题。
本书亦可供化工、冶金及无机材料等专业的教学、科研、生产和设计人员参考。
本书经放射化学与核化工分教材委员会于1989年7月由李洲和汪忠明主持召开的教材审定会通过，作为高等教育试用教材。

第一章 绪论
第一节 气固反应的分类及特点
一、分类
二、特点
第二节 气固反应工程的内容及研究方法
第二章 化学反应动力学
第一节 化学计量学
一、化学反应的转化率
二、化学反应收率和选择性
第二节 化学反应速率及其表示方法
第三节 化学反应的速率方程
一、简单反应动力学
二、复杂反应动力学
三、等温变容过程
第四节 温度对反应速率的影响
第五节 动力学参数的测定
一、用积分法分析实验数据
二、用微分法分析实验数据
三、活化能的测定
主要符号
参考文献
第三章 均相反应器
第一节 概述
一、化学反应器的操作方式
二、反应器内流体的流动
三、反应器设计的基本原理
第二节 间歇反应器
一、等温间歇反应器中进行简单反应
二、等温间歇反应器中进行平行反应
三、等温间歇反应器中进行连串反应
四、变温间歇反应器
第三节 活塞流反应器
一、等温活塞流反应器
二、变温活塞流反应器
第四节 全混流反应器
一、全混流反应器的物料衡算
二、全混流反应器的热量衡算
第五节 理想反应器的组合
一、全混流反应器的串联与并联
二、活塞流反应器的串联与并联
三、理想反应器的组合
第六节 几种简单反应器性能比较
主要符号
参考文献
第四章 非理想流动
第一节 问题的提出
第二节 连续流动反应器中的返混和停留时间分布
第三节 停留时间分布的概念
一、停留时间分布的表示方法
二、停留时间分布的实验测定
三、停留时间分布的数字特征
四、停留时间分布曲线的作用
第四节 流动模型
一、理想流动反应器的流动模型
二、扩散模型
三、多级全混模型
四、多级、每级内全混、级间有限混合模型
五、组合模型
第五节 流体的混合态及其对反应的影响
一、流体的混合态
二、流体的混合态对反应过程的影响
主要符号
参考文献
第五章 气固反应动力学
第六章 气固相非催化反应器的计算
第七章 气固反应器
第八章 流化床反应器
第九章 粉体的流动及供料

在工业上实现气相转化反应的必备条件是创造快速反应的工

况，即瞬时能达到反应终点。其中有的反应可以自热进行；有的

则需引入热源为之造成高温区，反应过程才能得以实现。

火焰反应器是工业上用于此类反应的主要反应器型式之一。

从以上简要的介绍可知，有些气固反应在工业上的应用已有

很长的历史，而且生产体系也异常庞大，由于其在国民经济中所

起的重大作用，因而针对单项生产的研究和改进都取得了重大的

进展。但是把气固反应如同气固催化反应一样做为独立的一门科

学来研究，却要落后得多。只是在人们愈来愈认识到气固反应其

特殊的动力学规律和对反应器设计所特有的要求，尤其是它在现

代新兴科学技术发展中的作用和前景日益显示出重要作用之后，

在近20年来，气固反应工程学才在化学反应工程的教科书中占据

了一定位置，并有了较高水平的论文和专著的发表，正在逐步发

展成化学反应工程学中主要组成部分之一。

应当强调指出，核工业的发展，尤其是在以军事需要为主要

目的的一段时期内，出于对核燃料的急迫需求，对铀转化反应过

程及其反应器的研究投入了大量的人力物力。其规模的广度和深

度，远远超过了任何单项的生产过程，从反应动力学研究到反应

器的开发都取得了相当丰富的成果，从而使铀化工生产和设备在

气固反应工程领域至今仍处于相对领先的地位，同时也为气固反

应工程学的发展起到了开拓和奠定基础的作用。

以各种流化床气固反应器的开发与应用为例，多数新型流化

床反应器几乎都是首先由核工业研究开发并首次投入工业应用

的，尤其是那些适合于中等批量生产的设备。这从第七章气固反

应器应用概况的介绍中可窥一斑。

二、特点

从工程角度看，气固反应有如下特点。

（1）反应类型的多样性。虽同属气固反应范畴，但由于反

应类型不同，因而反应动力学特性的差别甚大，为了从工程上进

行反应过程分析、选择合理的工艺流程和确定工艺参数以及对反

应器进行的开发和设计，都必须适应反应类型的特点，才不致于

造成技术上总体的失误。

（2）固体反应性。与液态和气态的化合物不同，化学组成

相同的固体，其反应性通常会有很大的差别。作为固体反应物的

原料，其反应性不仅与来源有关，而且也与其制备的方法和工艺

条件有关，归结起来是由固体初始结构所决定。此外，反应过程

中固体结构发生的变化也影响固体的反应性。

由于固体原料反应性各异，因此物料的反应动力学特性具有

专属性，即固体的化学组成和反应体系相同，如其结构不同，则

各物料之间的动力学数据是不能通用的。