化工原理课程设计

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要求2

0.3.1 设计说明书的编排和要求3

0.3.2 图纸要求3

0.3.3 设计的有关说明3

0.3.4 化工原理课程设计中计算机的应用4

第1章 化工设计计算基础5

1.1 物料衡算5

1.1.1 物料衡算式5

1.1.2 衡算步骤5

1.2 热量衡算5

1.2.1 热量衡算式6

1.2.2 衡算基本方法及步骤6

1.3 物性数据的查取和估算6

1.3.1 密度6

1.3.2 黏度7

1.3.3 热导率8

1.3.4 比热容9

1.3.5 汽化潜热9

1.3.6 表面张力10

1.3.7 液体的饱和蒸气压11

1.3.8 二组分汽液平衡组成与温度（或压力）的关系11

第2章 化工设计绘图基础13

2.1 工艺流程图的分类13

2.2 带控制点的工艺流程图的绘制14

2.2.1 图样内容14

2.2.2 图的绘制范围14

2.2.3 比例与图幅、图框14

2.2.4 字体15

2.2.5 图线与箭头16

2.2.6 设备的表示方法17

2.2.7 管道表示方法19

2.2.8 阀门与管件的表示方法22

2.2.9 仪表控制点的表示方法22

2.2.10化工典型设备的自控流程24

2.3 设备的工艺条件图26

2.3.1 工艺条件图的作用26

2.3.2 工艺条件图的内容26

第3章 板式精馏塔的设计27

3.1 概述27

3.2 精馏塔设计的内容及要求28

3.2.1 精馏塔设计的内容28

3.2.2 绘图要求28

3.3 板式塔的类型29

3.3.1 泡罩塔板29

3.3.2 筛孔塔板30

3.3.3 浮阀塔板30

3.3.4 喷射型塔板31

3.4 板式精馏塔设计方案的确定及有关知识31

3.4.1 蒸馏方式的选定32

3.4.2 装置流程的确定32

3.4.3 操作条件的确定32

3.4.4 板式塔类型的选择33

3.4.5 设计方案确定的原则34

3.5 精馏塔的物料、热量衡算34

3.5.1 精馏塔的物料衡算34

3.5.2 精馏塔的热量衡算35

3.6 精馏塔塔板数的计算36

3.6.1 平衡关系37

3.6.2 操作方程及q线方程38

3.6.3 理论塔板数的计算39

3.6.4 塔效率的估算41

3.7 板式塔主要工艺尺寸的设计计算43

3.7.1 板式塔主要尺寸设计的特点、方法和基本思路43

3.7.2 塔高和塔径43

3.7.3 塔板上液流型式的选择46

3.7.4 溢流装置的设计计算46

3.7.5 塔板设计51

3.7.6 筛板塔的设计计算52

3.7.7 浮阀塔的设计计算56

3.7.8 板式塔的结构及塔体总高度60

3.7.9 板式塔的附属设备61

3.8 板式精馏塔设计示例65

3.8.1 浮阀精馏塔设计示例65

3.8.2 筛板精馏塔设计示例82

3.9 精馏塔设计任务书示例92

3.10 精馏塔计算框图94

本章符号说明97

第4章 填料吸收塔的设计98

4.1 概述98

4.2 设计方案的确定98

4.2.1 吸收剂和吸收方法的选择99

4.2.2 吸收（或解吸）操作条件的选择100

4.2.3 吸收（或解吸）装置流程的确定100

4.2.4 能量的合理利用101

4.2.5 典型吸收?解吸流程102

4.3 填料103

4.3.1 传质过程对塔填料的基本要求103

4.3.2 填料的类型103

4.3.3 填料的性能特征107

4.3.4 填料的选择107

4.4 填料吸收塔的设计计算110

4.4.1 气?液相平衡关系的获取110

4.4.2 吸收剂用量的确定112

4.4.3 塔径的计算113

4.4.4 液体喷淋密度的验算115

4.4.5 填料层高度计算116

4.4.6 填料层的分段120

4.4.7 塔的附属高度121

4.4.8 填料塔的总压降及填料层压降的计算121

4.5 填料塔附属结构122

4.5.1 填料支承装置122

4.5.2 液体喷淋装置123

4.5.3 液体收集及再分布装置124

4.5.4 填料压板与床层限制板124

4.5.5 防壁流圈124

4.5.6 气体的进、出口装置与排液装置125

4.5.7 除沫器125

4.5.8 填料塔附属结构设计126

4.6 吸收剂循环功率计算和选泵127

4.7 填料塔的辅助装置128

4.8 填料吸收塔设计示例128

4.9 填料吸收塔设计任务书示例134

本章符号说明136

第5章 换热器的设计137

5.1 列管式换热器的类型137

5.1.1 固定管板式换热器137

5.1.2 浮头式换热器138

5.1.3 U形管式换热器138

5.1.4 填料函式换热器139

5.2 列管式换热器标准简介139

5.3 设计的主要内容140

5.4 设计方案的确定140

5.5 换热器工艺结构尺寸设计142

5.5.1 换热管的选择142

5.5.2 管长、管程数和总管数的确定143

5.5.3 管子的排列144

5.5.4 排管图与实际管数144

5.5.5 壳体直径与壳体厚度的确定145

5.6 列管式换热器的设计计算146

5.6.1 列管式换热器的设计计算步骤146

5.6.2 传热计算的主要公式146

5.6.3 流体通过换热器的阻力损失（即压强降）的计算153

5.7 主体构件的设计与连接154

5.7.1 管束分程154

5.7.2 壳程分程155

5.7.3 管板155

5.7.4 管箱和封头155

5.7.5 折流板156

5.7.6 其他主要构件157

5.7.7 换热器主要连接158

5.7.8 支座158

5.8 列管式换热器设计计算示例158

5.9 换热器设计任务书示例162

本章符号说明163

第6章 课程设计说明书撰写164

6.1 课程设计说明书的基本要求164

6.2 课程设计说明书的构成164

6.3 说明书撰写基本要求及格式164

6.3.1 前置部分164

6.3.2 主体部分165

6.3.3 后置部分169

6.4 示例169

6.4.1 封面示例169

6.4.2 目录示例169

6.4.3 正文示例170

6.4.4 设计任务书示例171

6.4.5 摘要示例171

附录173

附录1人孔173

附录2椭圆形封头（摘自JB/T4746-2002）176

附录3输送流体用无缝钢管常用规格品种180

附录4填料吸收塔工艺条件图示例181

附录5双溢流浮阀精馏塔工艺条件图示例182

附录6浮阀精馏塔工艺条件图示例183

附录7精馏工艺流程图示例184

附录8吸收工艺流程图示例185

参考文献186

《化工原理课程设计》从培养学生工程设计基本技能出发，针对高等院校化工原理课程设计的需要编写。

　　《化工原理课程设计》包括7部分内容，即绪论、化工设计计算基础、化工设计绘图基础、板式精馏塔的设计、填料吸收塔的设计、换热器的设计、课程设计说明书撰写。化工设计的一般原则、要求、内容和步骤等，分别融合在各具体的化工单元操作与设备设计或选型过程中。

　　《化工原理课程设计》可供高等院校化工类及相关专业作为化工原理课程设计的指导书，也可供从事化学工程及设备设计的工程技术人员参考。