0绪论 1
0.1化工原理课程设计的性质和目的 1
0.2化工原理课程设计的基本内容及步骤 1
0.2.1化工原理课程设计的基本内容 1
0.2.2化工原理课程设计的基本步骤 2
0.3化工原理课程设计的任务要求 2
0.3.1设计说明书的编写要求 3
0.3.2设计图纸要求 3
0.4化工原理课程设计中计算机的应用 4
0.4.1 CAD软件的应用 4
0.4.2 Aspen Plus软件的应用 5
0.4.3化工过程仿真技术的应用 5
第1章 设计计算基础 6
1.1物性数据和物性估算 6
1.1.1定压比热容 6
1.1.2热焓 7
1.1.3蒸发潜热 7
1.1.4液体密度 8
1.1.5液体黏度 9
1.1.6表面张力 10
1.1.7液体的饱和蒸气压 12
1.2物料衡算 12
1.2.1物料衡算的计算依据 12
1.2.2物料衡算的步骤 13
1.3能量衡算 15
1.3.1能量衡算式 15
1.3.2几个与能量衡算有关的重要物理量 16
1.3.3能量衡算的基本步骤 17
第2章 设计绘图基础 20
2.1 化工工艺流程图 20
2.1.1工艺流程图的分类 20
2.1.2工艺流程图中常见的图形符号 21
2.1.3方案流程图 32
2.1.4工艺物料流程图 32
2.1.5带控制点的工艺流程图 33
2.1.6管道仪表流程图 38
2.2主设备工艺条件图 42
2.3设备装配图 42
2.3.1化工设备图常用表达方法 42
2.3.2设备装置图 43
2.3.3装配图绘制方法和步骤 47
2.4典型化工单元的自控流程 47
2.4.1流体输送设备的自动控制 47
2.4.2传热设备的自动控制 49
2.4.3精馏塔的自动控制 51
第3章 板式精馏塔的设计 56
3.1概述 56
3.1.1泡罩塔 57
3.1.2筛板塔 58
3.1.3浮阀塔 59
3.1.4舌形塔及浮动舌形塔 60
3.2设计的内容及要求 61
3.3设计方案的确定 61
3.3.1确定设计方案的原则 61
3.3.2收集基础数据 62
3.3.3确定工艺流程 62
3.3.4确定操作条件 63
3.4精馏塔的物料和热量衡算 64
3.4.1精馏塔的物料衡算 64
3.4.2精馏塔的热量衡算 65
3.5精馏塔塔板数的计算 66
3.5.1汽液相平衡关系 67
3.5.2物料衡算及操作线 67
3.5.3回流比的选择与确定 70
3.5.4理论塔板数的计算 71
3.5.5实际塔板数的计算及塔板效率 73
3.6塔和塔板主要工艺尺寸设计 74
3.6.1塔高和塔径的计算 74
3.6.2溢流装置造型及设计 77
3.6.3塔板布置 80
3.6.4筛孔的计算及排列 80
3.6.5塔板流体力学验算 81
3.6.6塔板负荷性能图 84
3.7板式塔的结构 85
3.7.1板式塔总体结构 85
3.7.2塔体总高度 85
3.7.3塔板结构 86
3.7.4降液管及受液盘结构 86
3.7.5溢流堰结构 88
3.7.6塔板结构设计的其他考虑 89
3.8精馏塔的附件及附属设备 89
3.8.1再沸器 89
3.8.2冷凝器 91
3.8.3主要接管尺寸 91
3.8.4泵 92
3.8.5其他附属设备 92
3.9精馏塔的设计示例 93
3.10精馏塔的设计任务书示例 106
3.10.1苯酚-间甲酚二元精馏浮阀塔的设计 106
3.10.2丙烯-丙烷二元精馏筛板塔的设计 106
第4章 填料吸收塔的设计 107
4.1概述 107
4.2设计方案的确定 108
4.2.1流程布置 108
4.2.2吸收操作条件的确定 109
4.2.3吸收剂的选择 109
4.3气液平衡关系 110
4.3.1溶解度曲线 110
4.3.2亨利定律 111
4.4塔填料的选择 113
4.4.1填料类型 113
4.4.2填料的选用 116
4.5填料塔的工艺设计 117
4.5.1物料衡算及操作线方程 117
4.5.2吸收剂用量的确定 117
4.5.3填料层高度的计算 118
4.5.4填料层的分段 123
4.5.5填料塔的结构设计 124
4.6填料塔的辅助构件 129
4.6.1塔内件的类型 129
4.6.2塔内件的设计 130
4.7填料塔的辅助装置 132
4.7.1裙座 132
4.7.2人孔与手孔 132
4.8填料塔设计示例 133
4.9填料塔的设计任务书示例 137
4.9.1吸收SO2过程填料塔的设计 137
4.9.2水吸收氨过程填料塔设计 138
第5章 管壳式换热器的设计 140
5.1概述 140
5.2管壳式换热器的类型 140
5.2.1固定管板式换热器 140
5.2.2浮头式换热器 141
5.2.3填料函式换热器 141
5.2.4 U形管式换热器 142
5.2.5双管板式换热器 142
5.3设计方案的确定 143
5.3.1换热器结构类型的选择 143
5.3.2流程的选择 143
5.3.3流体流速的选择 144
5.3.4加热介质或冷却介质的选择 144
5.3.5流体出口温度的确定 145
5.3.6流体流动方式的选择 145
5.3.7材质的选择 145
5.4工艺计算 145
5.4.1工艺计算基本步骤 146
5.4.2传热基本方程 147
5.4.3平均传热温差 147
5.4.4传热系数K 149
5.4.5传热膜系数的计算 151
5.4.6传热面积A的计算 154
5.4.7换热器内流体流动阻力损失计算 154
5.5结构设计 155
5.5.1换热管 155
5.5.2折流板 157
5.5.3换热管排列形式 158
5.5.4换热管中心距 158
5.5.5管束分程 159
5.5.6壳体直径及厚度 160
5.5.7管板 160
5.5.8管箱与封头 161
5.5.9换热器主要连接 161
5.6换热器的校核 162
5.7换热器的设计示例 162
5.8换热器的设计任务书示例 167
5.8.1冷却器的设计 167
5.8.2管壳式换热器的设计 168
第6章 干燥装置的设计 170
6.1概述 170
6.2干燥装置 171
6.2.1干燥器的特性 171
6.2.2干燥器的分类 171
6.2.3干燥器的选型原则 172
6.2.4干燥器的主要形式 172
6.3流化床干燥器 176
6.3.1流态化现象 176
6.3.2流化床干燥器的特性 177
6.3.3流化床干燥器的类型及流程 178
6.4流化床干燥器设计方案的确定 180
6.4.1干燥方法及干燥器的选择 180
6.4.2干燥流程的确定 181
6.4.3干燥条件的确定 183
6.5流化床干燥器设计参数的选取及计算 184
6.5.1湿物料中含水量的表示方法 184
6.5.2物料衡算 184
6.5.3热量衡算 185
6.5.4热效率 186
6.5.5临界流化速度与带出速度的计算 186
6.5.6操作流化速度 189
6.6流化床干燥器的工艺计算 189
6.6.1流化床直径D 189
6.6.2扩大段直径D1 190
6.6.3流化床总高度H 190
6.6.4卧式多室流化床层底面积 192
6.6.5卧式多室流化床干燥器的宽度和长度 193
6.6.6物料在流化床中的平均停留时间 193
6.7流化床干燥器的结构设计 194
6.7.1气体分布板与预分布器 194
6.7.2内部构件 198
6.7.3溢流堰 199
6.8流化床干燥器辅助设备的计算与选型 199
6.8.1风机 199
6.8.2空气加热器 200
6.8.3气固分离器 200
6.8.4供料器 200
6.9流化床干燥器设计示例 200
6.10流化床干燥器设计任务书示例 206
6.10.1单层流化床干燥器的设计 206
6.10.2卧式多室连续流化床干燥器的设计 207
第7章 课程设计说明书的撰写 208
7.1课程设计说明书的基本要求 208
7.2课程设计说明书的构成 208
7.3说明书撰写的内容与要求 209
7.3.1前置部分 209
7.3.2主体部分 210
7.4课程设计说明书版式要求 214
7.4.1纸张 214
7.4.2页面设置 214
7.4.3页眉 214
7.4.4页脚 214
7.4.5正文 214
7.5示例 215
7.5.1摘要示例 215
7.5.2目录示例 215
7.5.3封皮参考示例 216
7.5.4 设计任务书示例 217
7.5.5正文示例 219
附录 221
一、基础物性数据 221
二、常见液体密度 221
三、定压比热容 222
四、常见液体蒸发潜热（单位：kcal/kg） 225
五、常见液体表面张力 226
六、液体黏度 228
七、液体热导率 230
八、液体饱和蒸气压 231
九、二组分气液平衡组成与温度（或压力）的关系 233
十、常用钢管规格型号一览表 234
十一、管壳式换热器系列标准（摘录） 235
十二、封头系列标准 240