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第1章 化工原理课程设计基础1

1.1 化工设计与化工原理课程设计概述1

1.1.1 化工设计的分类与化工设计的内容1

1.1.2 化工工艺设计的主要内容2

1.1.3 化工原理课程设计的基本要求及基本内容2

1.2 化工生产工艺流程设计3

1.2.1 工艺流程图中常见的图形符号4

1.2.2 工艺流程设计16

1.3 主体设备设计工艺条件图22

1.4 混合物物性数据的估算22

1.4.1 混合物的平均摩尔质量22

1.4.2 混合物的密度23

1.4.3 混合物的黏度23

1.4.4 混合物的热导率24

1.4.5 混合物的比热容24

1.4.6 混合物的汽化潜热25

1.4.7 混合液的表面张力25

1.5 化工设计中的常用软件27

第2章 搅拌装置的工艺设计29

2.1 概述29

2.1.1 机械搅拌设备的基本结构29

2.1.2 搅拌器的类型与选择30

2.1.3 搅拌器安装形式与流型33

2.2 搅拌装置工艺设计34

2.2.1 搅拌功率工艺设计计算34

2.2.2 搅拌器工程放大39

2.2.3 搅拌器中的传热40

2.2.4 搅拌器主要附件43

2.3 搅拌装置工艺设计示例46

第3章 换热装置的工艺设计53

3.1 概述53

3.2 管壳式换热器的工艺设计55

3.2.1 确定设计方案56

3.2.2 管壳式换热器的结构60

3.2.3 管壳式换热器的工艺设计计算68

3.2.4 管壳式换热器工艺设计示例75

3.3 再沸器的工艺设计89

3.3.1 再沸器的类型89

3.3.2 再沸器型式的选择90

3.3.3 立式热虹吸再沸器的工艺设计91

3.3.4 立式热虹吸再沸器工艺设计示例98

3.4 换热器设计任务四则104

第4章 蒸发装置的工艺设计109

4.1 概述109

4.1.1 蒸发装置的结构特点110

4.1.2 蒸发装置的选型原则113

4.1.3 蒸发操作压力的选择114

4.1.4 多效蒸发的效数与流程114

4.2 多效蒸发过程的工艺计算116

4.2.1 各效蒸发量和完成液组成的估算117

4.2.2 各效溶液沸点及有效总温度差的估算117

4.2.3 加热蒸汽消耗量及各效蒸发水量的初步估算119

4.2.4 传热系数K的确定119

4.2.5 蒸发器传热面积和有效温差在各效中的分配120

4.3 蒸发器主要工艺结构尺寸的设计计算121

4.3.1 加热管的选择和管数的初步估计121

4.3.2 循环管的选择122

4.3.3 加热室直径及加热管数目的确定122

4.3.4 分离室直径和高度的确定122

4.3.5 接管尺寸的确定123

4.4 蒸发装置的辅助设备124

4.4.1 气液分离器124

4.4.2 蒸汽冷凝器125

4.5 蒸发装置工艺设计示例128

4.6 蒸发装置设计任务两则136

第5章 塔设备的工艺设计138

5.1 概述138

5.2 板式塔的工艺设计141

5.2.1 设计方案的确定141

5.2.2 塔板型式的选择143

5.2.3 塔内件工艺结构尺寸的设计计算146

5.2.4 塔板上的流体力学计算和校核160

5.2.5 气液负荷性能图166

5.2.6 塔体工艺结构尺寸的设计计算167

5.2.7 塔附件的工艺设计172

5.2.8 辅助设备的工艺设计178

5.2.9 筛板塔精馏工艺设计示例179

5.2.10 浮阀塔精馏工艺设计示例191

5.3 填料塔的工艺设计202

5.3.1 设计方案的确定202

5.3.2 填料型式的选择202

5.3.3 填料塔的塔内件207

5.3.4 填料塔的塔附件217

5.3.5 填料塔塔体工艺结构计算218

5.3.6 填料塔流体力学性能的校核223

5.3.7 填料吸收塔工艺设计示例227

5.4 BTX精馏分离过程的Aspen模拟示例246

5.5 塔设备工艺设计任务十则262

5.5.1 板式塔设计任务六则262

5.5.2 填料塔设计任务四则266

第6章 液-液萃取装置的工艺设计270

6.1 概述270

6.1.1 萃取剂的选择271

6.1.2 萃取操作参数的选择272

6.1.3 萃取流程的选择272

6.1.4 萃取设备的选择273

6.2 转盘萃取塔的工艺设计275

6.2.1 转盘萃取塔的基本结构275

6.2.2 转盘塔内的流体流动276

6.2.3 转盘塔的主要结构参数276

6.2.4 转盘塔的流体力学特征与塔径的计算277

6.2.5 传质和塔高的计算280

6.2.6 转盘塔的工艺设计步骤289

6.3 转盘塔的结构设计290

6.3.1 塔体290

6.3.2 内件290

6.3.3 附件294

6.3.4 传动装置294

6.4 转盘塔工艺设计示例295

6.5 转盘萃取塔设计任务一则300

第7章 干燥装置的工艺设计302

7.1 概述302

7.2 喷雾干燥器的工艺设计305

7.2.1 喷雾干燥的原理和特点305

7.2.2 喷雾干燥方案的确定306

7.2.3 喷雾干燥过程的工艺计算313

7.2.4 喷雾干燥塔工艺结构尺寸的设计计算315

7.2.5 附属设备的设计和选型325

7.2.6 喷雾干燥塔的设计计算示例331

7.3 流化床干燥器的设计340

7.3.1 流态化干燥的特征340

7.3.2 流化床干燥器的类型340

7.3.3 多层流化床干燥过程的数学描述344

7.3.4 流化床干燥器的设计计算350

7.3.5 多层流化床干燥器的设计示例355

7.4 干燥装置设计任务两则364

附录366

附录1输送流体用无缝钢管规格366

附录2泵与风机的性能参数367

附录3换热器系列标准371

附录4管法兰374

附录5椭圆形封头380

参考文献386