化工原理课程设计 (化工传递与单元操作课程设计) 贾绍义柴诚敬 主编 天津大学出版社
前言本书是与面向21世纪的课程教材《化工流体流动与传热》、《化工传质与分离过程》相配套的教科书，旨在通过课程的优化整合，提高学生的工程实践能力和创新能力，以培养适应新世纪需要的高等化工专门人才。在本书的编写过程中，我们门吸收了多年来教学改革的经验和工程实践的成果，力求在内容和体系上有新意。与传统的《化工原理课程设计》教材相比，本书更注重理论对于工程设计的指导作用，引入技术经济分析评价的概念，强调在设计过程中采用现代化的设计手段和方法，力求达到过程参数和设备参数的优化，使学生初步建立“效益”观念。在选材上，我们本着加强基础、增强专业适用性、培养创新能力”的主导思想，考虑到制药工程新专业的需要，增加了“搅拌“和*结晶”两个单元过程的设计：在处理方法上，注重理论与实践的密切结合，设计示例多具有工业生产或科研实践的背景，有利于培养学生的工程观点和分析解决工程实际问题的能力，开发智力，增强创新意识。全书包括了化工及药品生产中最常用的换热器、搅拌装置、蒸发装置、板式塔、填料塔、流化床干燥装置、结晶器的设计。参加本书编写的人员及分工如下：主编贯绍义柴诚敬分章第一章绪论柴诚敬第二章搅拌装置的设计刘明言第三章换热器的设计杨晓霞第四章蒸发装置的设计马红钦第五章塔设备的设计贾绍义第六章流化床干燥装置的设计王军第七章结晶器的设计张缨对上述所有的单元过程设计，除讨论流程方案的确定原则、设备选型、工艺尺寸的设计原理和程序外，还介绍了一些成熟的CAD设计软件及辅助设备的计算或选型。所介绍的单元过程都有设计示例，并附设计任务数则，可供不同专业课程设计时选用。本书可作为高等院校化工、制药、环境等相关专业的课程设计教材，也可供有关部门从事科研、设计及生产管理的工程科技人员参考。由于编者的水平有限，书中错误和不妥之处在所难免，愿请读者批评指正。编者2002年6月
目第一章绪论(1)第一节课程设计的目的要求和内容(1)第二节化工生产工艺流程设计(2)第三节主体设备设计条件图(8)第四节化工过程技术经济评价的基本概念(9)参考文献(14)第二章搅拌装置的设计(15)第一节概述(16)第二节搅拌装置的设计(18)第三节搅拌装置设计示例(31)附：搅拌装置设计任务两则(35)参考文献(36)第三章换热器的设计(37)第一节列管式换热器的设计(38)第二节板式换热器的设计(59)附：换热器设计任务两则.(70)参考文献…(71)第四章蒸发装置的设计(72)第一节概述...(73)第二节多效蒸发的计算(79)第三节美蒸发装置的辅助设备 (87)第四节三效蒸发装置设计示例(92)附：蒸发器设计任务两则(99)参考文献·(100)1第五章塔设备的设计(101)-第节概述(102)第二节板式塔的设计(104)1第三节填料塔的设计(134)附：塔设备设计任务二则-(159)参考文献·(162)-第六章流化床干燥装置的设计(163)第节概述(165)第二节流化床干燥器的设计(168)第三节干燥装置附属设备的计算与选型(182).1
(185)第四节卧式多室流化床干燥装置设计示例+(191)附：流化床干燥装置设计任务两则(193)参考文献..(194)第七章结晶器的设计:(194)第一节概述…(200)第二节结晶器的设计..(210)第三节结晶器设计示例·(212)附：结晶器设计任务两则.参考文献…(214).附录(215)二、标题页示例(215).二、生产工艺流程简图示例(216)三、主体设备设计条件图示例(217)四、塔板结构参数系列化标准（单溢流型）(218)五、常用散装填料的特性参数(219)六、常用规整填料的性能参数(220)
第一章绪论「程设计是工程建设的灵魂，又是科研成果转化为现实生产力的桥梁和纽带，它决定着工业现代化的水平。设计是一项政策性很强的工作，它涉及政治、经济、技术、环保、法规等诸多方面，而且还会涉及多专业、多学科的交叉、综合和相互协调，是集体性的劳动。先进的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是工程设计人员应坚持的设计方向和追求的目标，第一节课程设计的自的要求和内容一、课程设计的目的要求课程设计是本课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。通过课程设计，要求学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风：在当前大多数学生结业工作以论文为主的情况下，通过课程设计培养学生的设计能力和严谨的科学作风就更为重要了。课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自已做出决策，即自己确定方案、选择流程、查取资料、进行过程和设备计算，并要对自已的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是增强工程观念、培养提高学生独立工作能力的有益实践。通过课程设计，应该训练学生提高如下几个方面的能力。①熟悉查阅文献资料、搜集有关数据、正确选用公式。当缺乏必要数据时，尚需要自已通过实验测定或到生产现场进行实际查定。②在兼顾技术1先进性、可行性，经济上合理性的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全运行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。③准确而迅速地进行过程计算及主要设备的工艺设计计算，①用精炼的语言、简洁的文字、清晰的图表来表达自己的设计思想和计算结果。二、课程设计的内容课程设计--般包括如下内容：（1）设计方案简介根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有生产的现场调查:T:
或对现有资料的分析对比，选定适宜的流程方案和设备类型，初步确定工艺流程。对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。（2）主要设备的工艺设计计算包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸计算及结构设计。（3）典型辅助设备的选型和计算包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定，（4)带控制点的上艺流程简图以单线图的形式绘制，标出主体设备和辅助设备的物料流向、物料量、能流量和主要化工参数测量点。（5）主体设备设计条件图图面上应包括设备的主要工艺尺寸、技术特性表和管口表：完整的课程设计报告由说明书和图纸两部分组成。设计说明书中应包括所有论述、原始数据、计算、表格等，编排顺序如下：①标题页（见附录一所示的标题页示例）：②设计任务书；?自录；④设计方案简介③工艺流程草图及说明；③工艺计算及主体设备设计；辅助设备的计算及选型；③设计结果概要或设计一览表；③对本设计的评述；@附图（带控制点的工艺流程简图、主体设备设计条件图）①参考文献；?主要符号说明。第二节化工生产工艺流程设计化工生产工艺流程设计是所有化工装置设计中最先着手的工作，由浅人深、由定性到定量逐步分阶段依次进行，而且它贯穿于设计的整个过程。工艺流程设计的的是在确定生产方法之后，以流程图的形式表示出由原料到成品的整个生产过程中物料被加工的顺序以及各股物料的流向，同时表示出生产中所采用的化学反应、化工单元操作及设备之间的联系，据此可进一步制定化工管道流程和计量一控制流程。它是化工过程技术经济评价的依据。一、工艺流程图中常见的图形符号（一）常见设备图形符号设备示意图用细实线画出设备外形和主要内部特征。目前，设备的图形符号已有统一规定，如表1-1所示。:2
表1-1工艺流程图中装备、机器图例（HG20519.32.92)（摘录）类别代号图例塔T板式塔填料塔喷酒塔反..应R0.器固定床反应器列管式反应器流化床反应器换换热器（简图）冏定管板式列管换热器U型管式换热器热器浮头式列管换热器套管式换热器签式换热器T.业E圆筒炉圆筒炉箱式炉球罐容维顶罐圆顶锥底容器卧式容器y器XX丝网除沫分离器旋风分离器干式气柜湿式气柜:3
续图例类别代号漱涡泵离心泵蔬转泵、齿轮泵水环式真空泵菜往复泵螺杆泵隔膜泵喷射泵M)o0I妓风机卧式立式往复式压缔机压旋转式压缩机缩C工机（M）离心式压缩机二段往复式压缩机（L型）四殷往复式压缩机其他M机械压滤机转鼓式（转盘式）过滤机无孔壳体离心机有孔壳体离心机图上应标注设备的位号及名称。设备分类代号见表1-2。表1-2设备分类代号设备类别代号设备类别代号塔T火炬、烟卤s泵P容器（槽、罐）V压缩机、风机c起重运输设备1换热器E计量设备W反应器R其他机械M工业炉F其他设备x（二）工艺流程图中管件、阀门的图形符号常用管件、阀门的图形符号见表1-3
常用的管件和阅门符号（HG20519.32.92）（摘录）表1-3图例例名称名称图人文氏管Y型过滤器喷射器T型过滤器X键型过滤器截止阅卤阳火器节流陶9A消音器角阀圣闸阀止回阀球阁F必直流裁式闷隔膜阀底阀樂阁向疏水阀n减压阀内放空管旋塞阀散漏斗必三通旋塞阀同心异径四通旋塞阀视镜K弹贯式安全阀爆破膜Hs杠杆式安全阀喷淋管T（三）仪表参量代号、仪表功能代号和仪表图形符号仪表参量代号见表1-4，仪表功能代号见表1-5，仪表图形符号见表1-6。表1-4仪表参量代号参望代号参量代号参量代号温度T质量（重星）m(w)厚度8温差AT转速N频率力（或真空）P浓度c位移s压萃AP密度（相对密度）长度7L质景(或体积)流量G分析A热量Q液位(或料位)H湿度?氢离子浓度pH5:
衰1-5仪表功能代号功能代号功能代号功能代号指积连锁示2算sI记1信号变录x送B节调T手动控制K表 1-6仪表图形符号↑甲回0上P中??符号TT活塞电磁电动就地集中通用执无弹赞有弹黄带定器转子孔板意义执行执行执行变送器安装安装行机构气动阀气动阀气动脚流量计流量计机构机构机构(四)流程图中的物料代号表1-7是流程图中物料的代号。表1-7物料代号物料代号物料名称物料代号物料名称空气A10润滑油AM氮LS低压蒸汽BD排污MS中压蒸汽BF锅炉给水NG天然气BR盐水N岚Cs化学污水0氧cW循环冷却水上水PA工艺空气DM脱盐水PC工艺气体DR排液、排水PL工艺液体DW饮用水PW工艺水F火炬排放气R冷冻剂FG燃料气RO原料油FO燃料油RW原水FS熔盐SC蒸汽冷凝水cO填料油SL泥浆H氢SO密封油HM裁热体SW软水HS高压蒸汽TS伴热蒸汽HW循环冷却水回水VE真空排放气IA仪表空气VT放空气注：物料代号中如遇英文学母“O"应写成"0"；在工程设计中调到本规定以外的物料时，可予以补充代号，但不得与上列代号相同。（五）流程图中图线的画法图线宽度的规定画法见表1-8。二、工艺流程设计按照设计阶段的不同，先后设计方框流程图与工艺流程草图、工艺物料流程图、带控制点的工艺流程图。后者列人施工图设计阶段的设计文件中。.6