本教材詳細(xì)介紹了典型化工單元過(guò)程的工藝設(shè)計(jì)、包括精餾過(guò)程、吸收過(guò)程、干燥過(guò)程。同時(shí)考慮到在化工過(guò)程中，列管式換熱器應(yīng)用的廣泛性，教材也較為詳細(xì)地介紹了列管換熱器的工藝設(shè)計(jì)。在這些章節(jié)中，突出強(qiáng)調(diào)單元過(guò)程工藝設(shè)計(jì)中方案設(shè)計(jì)的綜合性，目的是引導(dǎo)學(xué)生用系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)全面分析設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的諸多因素對(duì)全系統(tǒng)過(guò)程的影響，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的綜合性和協(xié)調(diào)性。在單元設(shè)備設(shè)計(jì)方面，考慮到篇幅和工藝類學(xué)生的教學(xué)基本要求，選取了典型的列管換熱器機(jī)械設(shè)計(jì)和塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)作為本課程教學(xué)的基本內(nèi)容。教材中所選擇的設(shè)計(jì)實(shí)例多來(lái)自于作者的實(shí)際工程實(shí)踐的設(shè)計(jì)題目，具有真實(shí)的工程應(yīng)用背景。
第1章 緒論 1
1.1 化工原理課程設(shè)計(jì)的重要性和目的 1
1.1.1 我國(guó)工程教育對(duì)工程實(shí)踐能力的要求 1
1.1.2 化工原理課程設(shè)計(jì)的目的 1
1.2 化工項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程 2
1.2.1 化工項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程 2
1.2.2 化工項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì) 3
1.2.3 單元操作過(guò)程與設(shè)備設(shè)計(jì) 3
1.3 化工原理課程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容、步驟和要求 5
1.3.1 課程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 5
1.3.2 課程設(shè)計(jì)的主要步驟 6
1.3.3 課程設(shè)計(jì)的要求 7
1.4 化工過(guò)程模擬與相關(guān)計(jì)算軟件簡(jiǎn)介 7
1.4.1 化工流程模擬軟件Aspen Plus 8
1.4.2 化工過(guò)程模擬軟件PRO/Ⅱ 9
1.4.3 化工過(guò)程模擬軟件ChemCAD 10
1.4.4 化工過(guò)程模擬軟件HYSYS 10
1.4.5 計(jì)算機(jī)繪圖軟件AutoCAD 11
1.4.6 計(jì)算流體力學(xué)軟件CFD 11
1.4.7 分子模擬軟件 12
參考文獻(xiàn) 12
第2章 化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 13
2.1 物料衡算與熱量衡算 13
2.1.1 物料衡算 13
2.1.2 熱量衡算 14
2.2 混合物物性數(shù)據(jù)估算 14
2.2.1 混合物的密度 14
2.2.2 混合物的黏度 15
2.2.3 混合物的表面張力 16
2.2.4 混合物的比熱容 16
2.2.5 混合物的相變熱 16
2.2.6 混合物的熱導(dǎo)率 17
2.3 儲(chǔ)罐、泵、管路的設(shè)計(jì)或選型 17
2.3.1 儲(chǔ)罐 17
2.3.2 泵 22
2.3.3 管路 22
2.4 化工設(shè)計(jì)技術(shù)文件編制 25
2.4.1 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)編制 26
2.4.2 化工工藝流程圖 26
2.4.3 設(shè)備工藝條件圖 41
2.5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià) 41
2.5.1 經(jīng)濟(jì)效益 41
2.5.2 投資 42
2.5.3 固定資產(chǎn)的折舊 44
2.5.4 成本費(fèi)用 46
2.5.5 銷售收入、稅金和利潤(rùn) 48
2.5.6 項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià) 49
主要符號(hào)說(shuō)明 51
參考文獻(xiàn) 52
第3章 列管式換熱器工藝設(shè)計(jì) 53
3.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 53
3.2 設(shè)計(jì)方案的確定 54
3.2.1 工藝設(shè)計(jì)方案 54
3.2.2 換熱器工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 61
3.2.3 換熱器核算 73
3.2.4 設(shè)計(jì)示例 79
3.3 再沸器工藝設(shè)計(jì) 85
3.3.1 再沸器型式及其選用 85
3.3.2 立式熱虹吸再沸器工藝設(shè)計(jì) 87
3.3.3 釜式再沸器工藝設(shè)計(jì) 105
3.4 冷凝器工藝設(shè)計(jì) 113
3.4.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 113
3.4.2 冷凝器類型及其選擇 113
3.4.3 冷凝器傳熱過(guò)程計(jì)算 115
3.5 換熱器的控制方案 116
3.5.1 調(diào)節(jié)換熱介質(zhì)流量 117
3.5.2 調(diào)節(jié)換熱介質(zhì)溫度 117
3.5.3 調(diào)節(jié)換熱面積 118
主要符號(hào)說(shuō)明 118
參考文獻(xiàn) 119
第4章 蒸發(fā)過(guò)程工藝設(shè)計(jì) 120
4.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 121
4.2 設(shè)計(jì)方案 121
4.2.1 蒸發(fā)器型式選擇 121
4.2.2 加熱蒸汽壓力和冷凝器壓力確定 122
4.2.3 多效蒸發(fā)流程確定 122
4.2.4 蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)形式及其特點(diǎn) 124
4.3 多效蒸發(fā)工藝設(shè)計(jì) 129
4.3.1 多效蒸發(fā)工藝計(jì)算 129
4.3.2 蒸發(fā)器主要工藝尺寸確定 134
4.3.3 主要輔助設(shè)備 136
4.4 蒸發(fā)裝置工藝設(shè)計(jì)的一般步驟 141
4.5 設(shè)計(jì)示例 142
4.5.1 工藝設(shè)計(jì)條件 142
4.5.2 設(shè)計(jì)方案確定 142
4.5.3 工藝流程 142
4.5.4 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 142
4.5.5 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總 151
主要符號(hào)說(shuō)明 151
參考文獻(xiàn) 153
第5章 精餾過(guò)程工藝設(shè)計(jì) 154
5.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 154
5.2 設(shè)計(jì)方案的確定 155
5.2.1 精餾方式選定 155
5.2.2 裝置流程確定 155
5.2.3 精餾塔塔型選擇 156
5.2.4 操作條件選擇 157
5.2.5 控制方案選擇 159
5.3 精餾過(guò)程系統(tǒng)模擬計(jì)算 161
5.3.1 雙組分連續(xù)精餾過(guò)程計(jì)算 161
5.3.2 精餾過(guò)程模擬計(jì)算 164
5.4 板式塔結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn) 167
5.4.1 板式塔結(jié)構(gòu) 167
5.4.2 板式塔工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn) 167
5.5 板式塔工藝設(shè)計(jì) 168
5.5.1 塔高 168
5.5.2 塔徑 170
5.5.3 溢流裝置設(shè)計(jì) 174
5.5.4 塔板及其布置 179
5.5.5 篩孔(浮閥)數(shù)及排列 180
5.5.6 塔板流動(dòng)性能校核 182
5.5.7 塔板的負(fù)荷性能圖 188
5.6 輔助設(shè)備的選擇 189
5.6.1 傳熱設(shè)備 189
5.6.2 容器、管線及泵 190
5.7 精餾過(guò)程工藝設(shè)計(jì)示例 191
5.7.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 191
5.7.2 設(shè)計(jì)方案及工藝流程確定 192
5.7.3 操作參數(shù)確定 192
5.7.4 精餾過(guò)程模擬計(jì)算 194
5.7.5 乙烷-乙烯精餾塔工藝設(shè)計(jì) 196
5.7.6 塔板流動(dòng)性能的校核 200
5.7.7 塔板負(fù)荷性能圖 202
5.7.8 輔助設(shè)備設(shè)計(jì) 204
5.7.9 控制方案 210
5.7.10 設(shè)備一覽表 210
主要符號(hào)說(shuō)明 211
參考文獻(xiàn) 212
第6章 吸收過(guò)程工藝設(shè)計(jì) 213
6.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 213
6.2 工藝設(shè)計(jì)方案 214
6.2.1 吸收劑選擇 214
6.2.2 吸收設(shè)備類型選擇 215
6.2.3 吸收流程選擇 215
6.2.4 吸收劑再生方法選擇 216
6.2.5 吸收操作參數(shù)選擇 217
6.2.6 吸收控制方案選擇 218
6.3 物料衡算及模擬計(jì)算 218
6.3.1 單組分吸收過(guò)程計(jì)算 219
6.3.2 吸收過(guò)程模擬計(jì)算方法 220
6.3.3 吸收過(guò)程的節(jié)能措施 220
6.4 填料塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 220
6.5 填料吸收塔的工藝設(shè)計(jì) 221
6.5.1 填料類型與選擇 221
6.5.2 塔徑計(jì)算 226
6.5.3 填料塔高度計(jì)算 230
6.5.4 液體初始分布器工藝設(shè)計(jì) 236
6.5.5 液體收集及再分布裝置 242
6.5.6 氣體分布裝置 242
6.5.7 除沫裝置 244
6.5.8 填料支承及壓緊裝置 244
6.5.9 填料塔的流體力學(xué)參數(shù)核算 246
6.6 板式吸收塔的理論塔板數(shù)計(jì)算 249
6.7 輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)和選擇 249
6.7.1 容器設(shè)計(jì) 249
6.7.2 換熱設(shè)備設(shè)計(jì) 250
6.7.3 輸送管線設(shè)計(jì) 250
6.7.4 輸送設(shè)備選擇 250
6.8 吸收過(guò)程設(shè)計(jì)示例 251
6.8.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 251
6.8.2 設(shè)計(jì)方案確定 251
6.8.3 吸收過(guò)程模擬計(jì)算 252
6.8.4 吸收塔工藝設(shè)計(jì) 253
6.8.5 再生塔的設(shè)計(jì) 259
6.8.6 輔助設(shè)備設(shè)計(jì)或選用 262
6.8.7 工藝流程及控制方案 264
6.8.8 設(shè)備一覽表 265
主要符號(hào)說(shuō)明 266
參考文獻(xiàn) 266
第7章 干燥過(guò)程工藝設(shè)計(jì) 267
7.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 267
7.2 設(shè)計(jì)方案 267
7.2.1 干燥介質(zhì)選擇 268
7.2.2 干燥介質(zhì)輸送設(shè)備選擇及配置 268
7.2.3 干燥器選擇 269
7.2.4 干燥條件選擇 269
7.2.5 細(xì)粉回收設(shè)備選擇 269
7.2.6 加料器及卸料器選擇 269
7.3 噴霧干燥裝置工藝設(shè)計(jì) 270
7.3.1 噴霧干燥基本原理和特點(diǎn) 270
7.3.2 噴霧干燥裝置設(shè)計(jì)步驟 272
7.3.3 干燥過(guò)程的物料和熱量衡算 272
7.3.4 霧化器結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì) 273
7.3.5 霧滴的干燥 282
7.3.6 噴霧干燥塔直徑和高度 284
7.3.7 主要輔助設(shè)備 291
7.3.8 設(shè)計(jì)示例 293
主要符號(hào)說(shuō)明 302
參考文獻(xiàn) 302
第8章 液-液萃取過(guò)程工藝設(shè)計(jì) 304
8.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 304
8.2 設(shè)計(jì)方案 305
8.2.1 萃取劑選擇 305
8.2.2 萃取流程選擇 306
8.2.3 液-液萃取設(shè)備選擇 307
8.2.4 萃取過(guò)程操作參數(shù)選擇 310
8.2.5 萃取劑回收方法 311
8.3 萃取塔工藝設(shè)計(jì) 311
8.3.1 萃取塔直徑計(jì)算 311
8.3.2 塔設(shè)備高度計(jì)算 312
8.4 轉(zhuǎn)盤萃取塔工藝設(shè)計(jì) 313
8.4.1 轉(zhuǎn)盤萃取塔基本結(jié)構(gòu) 313
8.4.2 轉(zhuǎn)盤塔內(nèi)流體流動(dòng) 313
8.4.3 轉(zhuǎn)盤塔工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn) 314
8.4.4 轉(zhuǎn)盤塔的基本結(jié)構(gòu)單元和尺寸 314
8.4.5 轉(zhuǎn)盤塔的功率與轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速 315
8.4.6 塔徑計(jì)算 315
8.4.7 塔高計(jì)算 317
8.4.8 澄清段高度計(jì)算 322
8.5 萃取過(guò)程的工藝設(shè)計(jì)示例 323
8.5.1 設(shè)計(jì)條件 323
8.5.2 設(shè)計(jì)方案確定 323
8.5.3 萃取塔工藝設(shè)計(jì) 325
主要符號(hào)說(shuō)明 330
參考文獻(xiàn) 330
附錄 331
附錄1 輸送流體用無(wú)縫鋼管常用規(guī)格品種 331
附錄2 國(guó)內(nèi)常用離心泵的型號(hào)及參數(shù) 332
附錄3 離心式通風(fēng)機(jī)規(guī)格 334
附錄4 管殼式換熱器系列標(biāo)準(zhǔn) 336
附錄5 板式塔塔板結(jié)構(gòu)參數(shù) 342
附錄6 橢圓形封頭 344
電子版附錄 345
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