本书为高等院校化工原理课程设计教材，全书共分七章，内容包括：化工原理课程设计基础、搅拌装置、换热装置、蒸发装置、塔设备、液液萃取装置、干燥装置的工艺设计。为强调化学工程项目设计的实用性和可操作性，本书选编了12个不同类型的化工装置设计示例，借此引导学生快速掌握化工装置的设计技巧与方法。
本书可作为化工、石油、材料、制药、生物、食品、环境等相关专业的教材，以及完成毕业设计的参考书，亦可供化工领域设计、生产与管理部门工程技术人员参考。
①对每一大类设备的介绍系统、完整，为设备选型提供了丰富的素材。
②除了阐述主体设备的工艺设计原理和设计步骤外，详细说明了辅助设备的结构设计和选型，有助于于与机械设计接轨。
③每一单元设备都有较为完整的设备工艺设计示例，这些示例经典、完整、规范，适应少学时宽口径教学和学生自学。
④每一单元都附有若干课程设计任务书，为教学与自学提供了极大的方便。
付家新，长江大学化学与环境工程学院，高级工程师，在企业工作16年，主持和参与技术改造和技术革新6项，开发化工产品4个。参与国家863项目。主讲化工原理、化工原理课程设计、化工原理实验、化工设计等课程，教学与工程实践经验丰富。
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
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