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第1章 绪论 1

1.1 化工原理课程设计概述 1

1.2 化工原理课程设计基本要求及基本内容 1

1.2.1 基本要求 1

1.2.2 基本内容 2

1.3 工艺流程设计 2

1.4 主体设备设计 4

1.5 化工过程技术经济评价的基本概念 5

第2章 化工原理课程设计基础 7

2.1 计算基础 7

2.1.1 物料衡算 7

2.1.2 热量衡算 8

2.1.3 混合物物性数据估算 8

2.2 绘图基础 12

2.2.1 工艺流程图的绘制 12

2.2.2 主体设备图的绘制 13

第3章 换热器设计 14

3.1 换热器概述 14

3.2 列管式换热器的结构 17

3.2.1 管程结构 17

3.2.2 壳程结构 18

3.2.3 管程和壳程数的确定 20

3.2.4 流动空间的选择 20

3.3 换热器的参数确定 21

3.3.1 流体流速的选择 21

3.3.2 流动方式的选择 22

3.3.3 加热剂和冷却剂的选择 22

3.3.4 流体出口温度的确定 22

3.3.5 材质的选择 23

3.4 列管式换热器的设计步骤 23

3.4.1 列管式换热器的设计与选用计算步骤 23

3.4.2 计算传热系数 24

3.4.3 传热温差的计算 24

3.4.4 污垢热阻 27

3.4.5 压降的计算 28

3.5 列管式换热器的设计实例 30

3.5.1 设计任务 30

3.5.2 确定设计方案 30

3.5.3 确定物性数据 30

3.5.4 总传热系数计算 31

3.5.5 传热面积计算 31

3.5.6 传热系数核算 32

3.5.7 壳侧压力降计算 33

3.5.8 管侧压降计算 33

3.5.9 面积裕度计算 34

3.5.10 接管设计 35

3.5.11 壁厚的确定 36

3.5.12 封头的确定 36

3.5.13 管板的设计 37

3.5.14 换热管的设计 38

3.5.15 进出口设计 40

3.5.16 壳体与管板 44

3.5.17 折流板或支持板 47

3.5.18 其他 50

符号说明 54

第4章 精馏塔设计 55

4.1 精馏塔概述 55

4.1.1 精馏操作对塔设备的要求 55

4.1.2 板式精馏塔的设计原则与步骤 56

4.2 设计方案的确定 56

4.2.1 操作条件的确定 56

4.2.2 设计方案的确定原则 58

4.3 精馏塔的工艺计算 58

4.3.1 物料衡算与操作线方程 59

4.3.2 常规塔 59

4.3.3 理论塔板数的计算 60

4.3.4 塔板效率和实际塔板数 63

4.4 精馏塔的结构设计 64

4.4.1 常用板式塔类型及结构 64

4.4.2 塔板结构参数的确定 68

4.4.3 塔板的流体力学计算 75

4.4.4 负荷性能图 79

4.5 塔的结构 80

4.5.1 塔的总体结构 80

4.5.2 塔体总高度 81

4.5.3 塔板结构 81

4.6 附属设备 82

4.6.1 回流冷凝器 82

4.6.2 管壳式换热器的设计与选型 82

4.6.3 再沸器 84

4.6.4 接管直径 85

4.6.5 加热蒸汽鼓泡管 86

4.6.6 离心泵的选择 86

第5章 填料吸收塔设计 87

5.1 填料吸收塔概述 87

5.1.1 吸收过程 87

5.1.2 吸收过程对塔设备的要求 87

5.1.3 填料吸收塔设计的主要内容 88

5.2 设计方案的确定 88

5.2.1 吸收流程选择 88

5.2.2 吸收剂的确定 89

5.2.3 吸收操作温度与压强 90

5.3 塔填料的选择 90

5.3.1 填料的性能 90

5.3.2 填料的类型 91

5.3.3 填料的尺寸 95

5.3.4 填料的材质 95

5.4 吸收操作中的气液平衡 96

5.4.1 概述 96

5.4.2 溶解度 96

5.4.3 亨利定律 97

5.5 填料吸收塔的工艺计算 100

5.5.1 物料衡算与操作线方程 100

5.5.2 最小吸收剂用量与吸收剂用量 101

5.5.3 塔径计算 102

5.5.4 填料层高度的计算 105

5.5.5 填料层的压降 112

5.5.6 吸收剂循环泵功率计算和选泵 113

5.6 填料塔的辅助构件 113

5.6.1 液体分布器 113

5.6.2 液体再分布器 116

5.6.3 填料支撑板 117

5.6.4 填料压板与床层限制板 118

5.6.5 除雾沫器 118

5.7 填料吸收塔设计示例 118

第6章 干燥装置设计 126

6.1 干燥概述 126

6.2 干燥过程基本原理 126

6.2.1 湿气体和湿物料的性质 126

6.2.2 湿物料的性质 129

6.3 干燥过程基本计算 132

6.3.1 干燥过程计算的目的 132

6.3.2 总体热质衡算 132

6.4 干燥方法和干燥器 134

6.4.1 干燥机理概述 134

6.4.2 干燥速率 134

6.4.3 干燥时间的计算 136

6.4.4 干燥器的分类 138

6.5 干燥器的设计 139

6.5.1 设计方案确定 139

6.5.2 干燥条件的确定 139

6.5.3 干燥器的设计 140

6.6 干燥过程的辅助系统 143

6.6.1 供料器及排料装置 143

6.6.2 热风系统 143

6.6.3 收尘系统 144

参考文献 145