河北科技大学化学与制药工程学院化 工 原 理 课 程 设 计教 学 大 纲执笔：郑学明审定：于奕峰批准：刘方方化工基础教学部制定二０００年十月化 工 原 理 课 程 设 计教 学 大 纲总学时：集中安排一周一、课程设计的性质和任务课程设计是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计使学生掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料，选用公式和数据，用简洁文字、图表表达设计结果及制图等能力方面得到一次基本训练。在设计过程中还应培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。
二、课程设计的内容和要求
⒈设计方案简介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。
⒉主要设备的工艺设计计算物料衡算。工艺参数的选定。设备结构的设计和工艺尺寸的设计计算。
⒊辅助设备的选型典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备型号。规格的选定。
⒋工艺流程图以单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物流方向、物流量、能流量、主要测量点。
⒌主要设备的工艺条件图图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。
⒍设计说明书内容设计任务书；
目录；
设计方案简介；
工艺计算及主要设备设计；
辅助设备的计算和选型；
设计结果汇总；
设计评述；
参考资料。
三、课程设计的题目类型及选题要求
⒈精馏塔设计针对不同物系，双组分或多组分，常压或减压以及筛板、浮阀等不同板型和工艺条件立题。
⒉蒸发器设计针对不同物系的多效蒸发装置立题。
⒊干燥器设计针对不同物料、不同型式的干燥器立题。
四、课程设计的基本环节
⒈设计动员，发题。
⒉阅读设计指导书，查阅资料、拟定设计程序和进度计划。
⒊现场调查。设计指导教师负责帮助学生拟定调查提纲。按排0.５—１天进行现场调查。
⒋设计计算、绘图、编写设计说明书。
⒌设计考核，评定成绩。考核的内容包括：说明书和图纸的质量；完成题目的难度；独立完成设计情况；答辩情况。采取审定与答辩相结合的方式，成绩评定按百分制记分。
附：执行大纲的若干说明
⒈关于题目要求题目类型以精馏、吸收、干燥为主，因为这些类型题目能较好满足综合应用本门课程所学知识的要求，其它类型题目根据需要逐步增加。
在选题时要求在给定的物系〔料〕。操作条件、型式等方面尽量做到多样化，以利学生独立完成。使题目具有不同的难度，以便适应不同程度的学生。
在设计内容上各题目应规定必须完成的基本部分和酌情进行的加深部分，即学生在完成基本部分后，可以在流程、主要设备型式、设计方法的评选，利用电算工具进行方案比较或制图等某一方面予以扩充加深。
⒉关于电算工具的使用在课程设计中使用电算工具应是提高课程设计质量的重要方面。
应当尽量创造条件使学生进行计算机辅助设计，可以先在部分学生中试行，逐步扩大。
⒊关于设计资料每个类型题目编写一份设计指导书，指导书的内容包括课程设计的目的——设计的内容和要求〔包括说明书和图纸的具体要求〕——整个设计进行的步骤——设计注意事项——设计中若干问题的说明——设计参考资料目录。
⒋关于课程设计的指导方法在整个课程设计进行过程中，如何对学生施行指导才有利于学生两个能力的培养，尚有待实践和总结，这也是提高课程设计质量的重要环节，务必给予重视。
化工原理课程设计任务书
设计题目：乙醇精馏塔二、设计任务及条件
1,进料含乙醇38.2%，其余为水（均为质量分率，下同）
2,产品乙醇含量不低于93.1%；
3,釜残液中乙醇含量不高于0.01%；
4,生产能力5000T/Y乙醇产品，年开工7200小时
5,操作条件：
①间接蒸汽加热；②塔顶压强：1,03 atm（绝对压强）
③进料热状况：泡点进料； ④回流比：R=5
⑤单板压降：75mm液柱三、设计内容
a) 流程的确定与说明； b) 塔板和塔径计算； c) 塔盘结构设计 i,浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图； ii,流体力学验算； iii,塔板负荷性能图。
d) 其它 i,加热蒸汽消耗量； ii,冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量
e) 流程图化工原理课程设计教学大纲周数：2~3周适用专业：化工、药物制剂、化学制药、高分子材料与科学工程、
生物工程、过程装备与控制专业制定人,化工原理教研室制定时间：2002.9
一、课程设计的目的和任务课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练，在整个教学计划中它也起着培养学生独立工作能力的重要作用，通过课程设计就以下几个方面要求学生加强锻炼：
1,查阅资料选用公式和搜集数据的能力；
2,树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想指导下去分析和解决实际问题的能力；
3,迅速准确地进行工程计算（包括电算）的能力；
4,用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
二、课程设计的基本要求
1 课程设计来源要求课程设计题可以结合科研成果提出具有一定生产规模的单元操作设计题，也可以从生产实际中调查和搜集题目，另外也可根据资料和手册，编制符合教学要求的题目。
2.设计说明书的基本要求要求包括以下几个内容：
(1) 目录
(2) 设计题目
(3) 流程示意图
(4) 流程和方案的说明及论证
(5) 设计结果概要（主要设备尺寸，各种物料量和操作状态，能耗指标，设计时规定的主要操作参数及附属设备的规格型号及数量）
(6) 设计计算与说明
(7) 对设计的评述及有关问题的分析讨论
(8) 参考文献目录
3,图纸要求画工艺流程图和装配图一张，制图时必须按照国家有关机械制图标准制图
4 电算要求学生使用电算时，除上述要求外还应列出注释（包括符号说明），主要程序的框图及程序运行结果
5 主要设计题目要求争取生产实习与设计相结合，针对不同的专业方向选择适宜的课题
6 课程设计评分要求分为四个部分分别要求:
(1) 说明书的质量度 45%
(2) 图纸质量 25%
(3) 答辩 20%
(4) 平时表现 10%
附录一 列管换热器的设计一、设计内容
1 根据生产任务的要求确定设计方案
(1)换热器类型的选择
(2)换热器内流体流入空间的选择
2 化工计算
(1)传热面积的计算
(2)管数、管程数及管子排列，管间距的确定
(3)壳体直径及壳体厚度的确定
3 换热器尺寸的确定及有关构件的选择
4 换热器流体阻力的计算及其输送机械的选择
5 绘制流程图及换热器的装配图
6 编写说明书二、设计要求：
1 在确定设计方案时既要考虑到工艺，操作的要求又要兼顾经济和安全上的要求。
2 在化工计算时要求掌握传热的基本理论，有关公式，要知道查哪些资料，怎样使用算图以及怎样选择经验公式，并进行优化设计。
3 要求根据国家有关标准来选择换热器的构件
4 要求一部分学生利用计算机来辅助设计及优化设计方案
5 要求必须掌握固定管板式或浮头式列管换热器的设计附录二 填料吸收塔的设计一、设计内容
1 吸收的汽液平衡关系的确定
2 吸收流程的确定
3 吸收剂的选择及吸收剂用量的计算
4 填料的选择
5 塔径和填料层高度的计算
6 进行阻力计算及气液输送机械的选型
7 塔的辅助装置的选型
(1) 喷淋装置
(2) 气体分布器
(3) 液体分布器
(4) 气体进出口装置
(5) 填料支承装置
8 绘流程图及吸收塔的装配图
9 编写设计说明书二、设计要求：
1 必须掌握填料塔设计的有关原理、步骤
2 必须学会合理地选择填料
3 必须校核本设计是否满足填料塔设计的有关设计要求
4 必须依据国家有关标准来选择塔的附件如封头、支座等
5 要求部分学生利用计算机进行辅助设计附录三 板式精馏塔的设计设计内容
1 设计方案的确定
(1) 操作压力
(2) 进料状态
(3) 加热方式
(4) 热能利用
2 工艺计算
(1) 物料衡算
(2) 热量衡算
(3) 回流比的确定
(4) 理论塔板数的确定
3 塔板及塔的主要尺寸的设计
(1) 塔板间距的确定
(2) 塔径的确定
(3) 塔板布置及板上流体流程的确定
4 流体力学的计算及有关水力性质的校核
5 板式精馏塔辅助设备的选型
6 绘制流程图及精馏塔的装配图
9编写设计说明书二、设计要求
1 要求掌握连续精馏装置设计原理与设计步骤
2 要求部分学生能利用计算机通过逐板计算法求解理论塔板数
3 要求学生知道进料状况及回流比对精馏过程的影响并做好优化设计
4 必须依据国家有关标准选择塔附件如：封头、支座等附录四 蒸发装置的设计一、设计内容
1 根据溶液的性质及工艺要求确定蒸发器的操作条件，蒸发器的型式和蒸发操作的效数
2 根据物料衡算及热量衡算计算加热蒸汽的消耗量及各效的蒸发量
3 求出各效传热量和传热面积
4 蒸发器尺寸的确定和有关构件的选择
5 附属设备的选型
6绘制流程图及蒸发器的装配图
7编写设计说明书二、设计要求
1 要求学生必须根据设计任务书合理选择蒸发器的类型
2 要求学生掌握常用的试差法对多效蒸发器进行工艺计算
3 必须根据有关国标来选择蒸发器的构件附录五 气流干燥器的设计一、设计内容
1 干燥条件的确定
2 干燥器的物料及热量衡算，以确定空气出口状态及空气气量
3 气流干燥器的主体设计
(1) 干燥管直径的计算
(2) 干燥管高度的计算
4 流体阻力的计算及风机选型
5 辅助设备的选型
(1) 换热器的选型
(2) 除尘器的选型
(3) 加料机的选型二、设计要求
1 熟悉空气湿度图的用法并了解在工程设计上的应用
2 学会查找文献，确定最优公式来计算空气出口温度及干燥管高度
3 要求部分同学上机对干燥器的选择方案实行优化
题目1 用水冷却煤油产品的列管式换热器设计任务书一、设计名称用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计二、设计条件使煤油从140℃冷却到40℃,压力1bar,冷却剂为水，水压力为3bar，处理量为10t/h..
三、设计任务
1 合理的参数选择和结构设计
2 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算四、设计说明书内容
1 传热面积
2 管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核
3 壳体直径
4 结构设计包括流体壁厚
5 主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管五、设计进度
1 设计动员，下达设计任务书 0.5天
2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天
3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿） 5~6天
4 绘图 3~4天
5 整理，抄写说明书 2天
6 设计小结及答辩 2天六、设计成绩评分体系成绩分为五档：优秀、良好、中等、及格、不及格评定方法,答辩20% 图纸25% 说明书45% 平时10%
题目1 用水冷却煤油产品的列管式换热器设计指导书一、设计的目的通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。
总之，通过设计达到让学生自己动手进行设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。
二、设计的指导思想
1 结构设计应满足工艺要求
2 结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠
3 设计符合现行国家标准等
4 安装、维修方便三、设计要求
1 计算正确，分析认证充分，准确
2 条理清晰，文字流畅，语言简炼，字迹工整
3 图纸要求，图纸、尺寸标准，图框，图签字规范
4 独立完成四、设计课题工程背景在石油化工生产过程中，常常需要将各种石油产品（如汽油、煤油、柴油等）进行冷却，本设计以长岭炼油厂冷却煤油产品为例，让学生熟悉列管式换热器的设计过程。
五、参考文献
1 化工过程及设备设计，华南工学院，1986
2 传热设备及工业炉，化学工程手册第8篇，1987
3 化工设备设计手册编写组,金属设备，1975
4 尾范英郎（日）等，徐忠权译，热交换设计物册，1981
5 谭天恩等,化工原理(上、下册)化学工业出版社.
六、设计思考题
1设计列管式换热器时，通常都应选用标准型号的换热器，为什么？
2 为什么在化工厂使用列管式换热最广泛？
3 在列管式换热器中，壳程有挡板和没有挡板时，其对流传热系数的计算方法有何不同？
4 说明列管式换热器的选型计算步骤？
5 在换热过程中，冷却剂的进出口温度是按什么原则确定的？
6 说明常用换热管的标准规格（批管径和管长）。
7 列管式换热器中，两流体的流动方向是如何确定的？比较其优缺点？
七、部分设计问题引导
1列管式换热器基本型式的选择
2 冷却剂的进出口温度的确定原则
3 流体流向的选择
4 流体流速的选择
5 管子的规格及排列方法
6 管程数和壳程数的确定
7 挡板的型式八、设计答辩指导
1 列管式换热器的型号，可查找化工过程及设备及换热器等书籍。
2 换热器强度设计可找化机同学或老师了解，并参照金属设备等资料
3 绘图可找制图老师了解，并参考机械制图，化工制图及制图标准等。
题目2 正戊烷冷凝器设计任务书一、设计名称正戊烷冷凝器的设计二、设计条件
1,操作条件
（1） 正戊烷、冷凝温度为51.7℃，冷凝液于饱和液体下离开冷凝器；
（2） 冷却介质，地下水，流量为7 000kg/h，入口温度：第一组为20℃，第二组为30℃；
（3） 允许压强降，不大于105Pa；
（4） 每年按300天计；每天24 h连续运转。
2,处理能力 22 000T/Y正戊烷；
3,设备型式 立式列管冷凝器二、设计任务
1,选择合适的立式列管冷凝器并进行较核计算
2,对冷凝器的附件进行设计，包括结构设计。
三、设计说明书的内容
1,课程名称、首页、目录及页码
2,前言
3,简述设计内容，自己设计的特点，引用的标准等
4,热量衡算及初步估算换热面积；
5,冷凝器的选型及流动空间的选择
6,工艺流程图；
7,冷凝器的较核计算；
8,结构及附件设计计算
9,冷凝器的主要数据一览表；
10,设计结果评价；
11,附立式列管冷凝器总装图四、设计进度
1,设计动员，下达设计任务书 0.5天
2,搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天
3,工艺设计计算，结构设计计算（包括电算） 5~6天
4,绘图 3~4天
5,整理，抄写说明书 2天
6,设计小结及答辩 2天五、设计成绩评分体系成绩分为五档：优秀、良好、中等、及格、不及格评定方法,答辩20% 图纸25% 说明书45% 平时10%
题目2 正戊烷冷凝器设计指导书一、设计目的
1,巩固学生对课本知识的理解，深化认识；
2,培养学生分析问题，解决问题的能力；
3,树立学生工程观念和经济观念；
4,使学生对设备总装图有初步知识。
二、设计指导思想
1,结构设计应满足工艺要求；
2,设计要符合现行国家标准；
3,结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠；
4,制造工艺可行，维修方便。
三、设计要求
1,说明书采用统一封面和纸张；
2,方案和流程的选择要阐明理由
3,设计过程应次清晰，内容完全；
4,设计、计算中所采用的公式、数据、图表等注明出处，有些需说明理由；
5,一律用钢笔填写，要排列整齐，字体端正，书面整洁；
6,计算过程均应写出；
7,设备图以制图要求为准；
8,集中做设计，独立完成。
四、设计课题工业背景炼油厂精馏塔塔顶冷凝器蒸汽主要是正戊烷，以此为原料设计一正戊烷冷凝器五、参考文献
1,兰州石油机械研究所,换热器（上册）,烃加工出版社，1986
2,E.U施林德尔,换热器设计手册(第四卷),机械工业出版社,1989
3,华南理工大学化工原理教研室,化工过程及设备设计,华南工学院出版社,1986
4,大连理工大学化工原理教研,化工原理课程设计,大连理工大学出版社,1994
5,柴诚敬等,化工原理课程设计,天津科技出版社,1994
6,顾芳珍等.化工设备设计基础,天津大学出版社,1994
7,化学工程手册编辑委员会,化学工程手册第7篇,化学工业出版社,1985
8,化工部设备设计技术中心站,化工设备图册第三分册,1988
六、设计思考题
1,冷却水出口温度如何确定?
2,流体流动空间的选择原则是什么?
3,在 中,各项含义是什么,在不同情况下说明提高K值的途径及采取的措施?
4,管壳式换热器中，采用多管程的目的是什么？在壳程加挡板的目的又是什么？
5,在什么情况下，固定板换热器要设计膨胀节？
6,列管式冷凝器的蒸汽入口处是否需设计缓冲挡板？
7,列管式冷凝器的换热管的排列方式有几种，如何选用？
8,立式列管式冷凝器是否要设计支座，选用什么标准确定支座的尺寸？
9,列管式冷凝器的接管的设计依据是什么？
10,如何判断你所设计的换热器性能及经济上的适用性的优劣？
七、部分设计问题引导
1,自定冷却水的出口温度，并由热量衡算确定其用量.
2,估计K值大小，应首先估计对流传热系数较小一侧的对流传热系数？
3,设计换热设备既要考虑操作费用，又要考虑设备费用，也就是既要使阻力降不能太高，也不能使传热面积较大，使管程的冷却水有一个合适的流速。
八、设计答辩指导
1,弄清整个设计过程脉络，关键步骤
2,基本概念正确，各计算方法有依据，准确
3,选型的依据，选择管程、壳程流体，流向或某一值的考虑
4,如何改进设计？有何可修改的地方？如何修改？
5,分析、评判所做设计是否可操作，经济性如何？
6,图面布置是否符合制图标准？
7,各部分结构在图上是否正确体现？
8,设计说明是否清晰，文字有何错误？
题目3 乙醇—水精馏塔顶产品冷凝器的设计任务书一、设计名称精馏塔顶产品全凝器二、设计条件
1,处理量 6万t/y
2,产品浓度 含乙醇95%
3,操作压力 常压
4,冷却介质 水（P为0.3MPa，进口温度30℃，出口温度40℃）
三、设计任务设计一冷凝器，冷凝乙醇—水系统精馏塔顶部的馏出产品。产品中乙醇的浓度为95%，处理量为6万t/y，要求全部冷凝。
冷凝器操作压力为常压，冷却介质为水，其压力为0.3MPa,进口温度为30℃，出口温度为40℃。
四、计说明书概要
1,目录
2,概述
3,热力计算（包括选择结构，传热计算，压力核算等）
4,结构设计与说明
5,设计总结
6,参考文献
7,附工艺流程图及冷凝器装配图一张
五、设计进度
1,设计动员，下达设计任务书 0.5天
2,搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天
3,工艺设计计算，结构设计计算（包括电算） 5~6天
4,绘图 3~4天
5,整理，抄写说明书 2天
6,设计小结及答辩 2天六、设计成绩评分体系设计成绩优，良，中，及格，和不及格不级计分制总成绩由以下几个部分构成
1,平时成绩 10%
2,设计说明书 45%
3,设计图纸 25%
4,答辩成绩 20%
题目3 乙醇水精馏塔塔顶不产品冷凝器设计指导书一、设计目的通过对乙醇—水系统精馏塔顶产品全凝器的设计，使学生了解和掌握化工单元操作设备设计的步骤、方法及基本技能，熟悉文献资料及物性参数的查阅和收集方法，懂得如何论证优化设计方案，合理科学地应用公式及数据。在设计中提高学生的分析能力和解决问题的能力。
二、设计指导思想设计要考虑其科学性、先进性及可行性，同时又要经济合理，同时要符合环保要求。
三、设计要求整个设计由论述、设计计算和绘图三部分组成，论据要清晰、充分、有据。计算要正确可靠，图纸要整洁规范，应符合国家标准。
学生可由2至3人一组进行讨论，解决设计中的疑难问题或对设计进行优化。
四、设计课题的工程背景采用薯类与谷类原料进行发酵。发酵法制乙醇是一个很复杂的生化过程，
发酵在密封的发酵罐中进行产生的CO2的纯度饿达99—99.5%以上，其余为气态杂质，组分(以CO2质量为基准)为：乙醇0.4~0.8%，脂类0.03~0.4%，酸类0.08~0.09%。
成熟发酵醪中的乙醇必须经过初馏、精馏和除杂才能得到合格的乙醇。本课程设计即为粗乙醇（初馏塔出来的乙醇—水溶液），在进行精馏获得合格产品的过程中，精馏塔顶冷凝器的设计。
发酵法制乙醇的工艺也可以参考有关书籍或文献资料。
五、主要参考文献
1,胡振援编。简明化工原理实验，华中师范大学出版社，1997年
2,化工过程及设备设计，华南理工大学出版社，1986年
3,谭天恩，麦本熙，丁惠华等编，上下册（第二版），化学工业出版社
4,朱俜冠编，换热器原理及计算，清华大学出版社，1987
5,化工手册编委会编。化工手册（第一篇），化学工业出版社，1980
6,朱思明，汤善普等编，化工设备机械基础，华南理工大学出版社，1991
7,（日）燔野佐一等编。换热器，化学工业出版社六、设计思考题
1,换热器及作业原理
2,影响传热的主要因素有哪些
3,荷为冷凝器，冷凝器的出要型式及结构
4,选择走管程或壳程的介质应考虑什么原则
5,循环冷却水的进出口温度确定原则
6,设计冷凝器的主要步骤
7,对冷凝器的设计你进行了那些优化七、部分设计问题指导学生在接受设计任务后，首先应明确设计的步骤，方向，如何查阅有关数据和收集资料，并确定设计方案。本设计应在以下几个方面的加以指导：
1,物性数据的查阅在设计中涉及到水，乙醇等的多种物理参数，如密度，黏度，热容，汽化潜热，导热系数等等，如何正确的查阅数据是化工技术人员的基本功，因此在这方面应加以指导。
2,经验公式的正确应用在设计中要用到某些经验公式，如果选择不当的则会使设计发生误差。如壳程换热系数计算时，如果采用单管公式显然不对。因为工业换热器的气体冷凝比单管要复杂的多，从上排管外流下的冷凝液在下排管会产生一定的撞击和飞溅，从而使下一排管外的冷凝膜并不像单管叠加时那么厚，同时附加的扰动又会加速传热，在缺乏可靠数据可采用经验公式估算。
3,初选冷凝器根据计算的出的传热面积A0，从国家颁布的换热器标准系列中初选冷凝器，既不能选得太大浪费，又要满足传热需要。此外，标准设备的管数与计算值不一致时如何考虑等等，都需要加以引导。
4,结构设计在结构设计中，指导学生对关键部位进行设计并提出优化设想，如提高传热效果，降低成本等等。
八、设计答辩指导设计答辩内容包含设计说明书和图纸所设计的内容。要求学生熟悉掌握设计中的原理，步骤，方法等，而且要能讲明道理，分析问题和解决问题，即使是2至3人的组成设计小组，虽然设计放案和计算步骤相同，但文字叙述，设计总结和收获不尽相同，答辩过程中如发现学生抄袭别人的设计应严肃处理。
答辩采取抽签答题和教师提问想结合的方式进行，每位学生应记下教师提出的问题,经认真思考并了解问题的实质后进行回答，每人约需5至10分钟。
题目1 碳酸丙烯酯脱碳填料吸收塔设计任务书一、设计名称碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计二、设计条件吸收剂采用碳酸丙烯酯(PC)，溶剂的贫度≤0.05Nm3CO2/m3PC，出吸收塔吸收液饱和度取80%,各组设计时其它设计条件如下表：
三 设计任务
1 总体论证：确定设计方案与流程，绘出工艺流程简图
2 吸收塔物料衡算
(1) 气液平衡关系；
在-45℃~150℃，CO2气体压力0.03~2 MPa下，CO2在PC中溶解度关系式为：
式中 —CO2气体在碳丙中的溶解度，摩尔分数; T—碳丙温度，K; —平衡时气相中的CO2分压，atm
(2) 吸收剂用量；
(3) 变换气、净化气、贫液和富液流量及组成；
(4) 操作线方程。
3 吸收塔的化工设计
(1) 塔填料选择；
(2) 吸收塔塔径计算；
(3) 吸收塔填料层高度和填料层压降计算；
(4) 吸收塔诸接管口径计算；
(5) 主要设计参数核算；
4 填料吸收塔主要附属内件选型主要附属内件包括初始液体分布器、液体再分布器、填料支承板、填料压板、除雾器、气体入塔分布器等。
5 附件尺寸确定附件包括塔顶空间、塔底空间、人孔、裙座、封头和进出管口等。
6 填料塔高度计算
7 绘出填料吸收塔设备工艺条件图
8 主要辅助设备的计算与选型计算贫液冷却器的换热面积，确定吸收剂循环泵的型号。
9 设计结果汇总表
10 设计结果评价
11 编制设计说明书四、设计说明书内容
1 封面：
包括课程设计题目、系别、班级、学生姓名、指导教师、审阅教师、设计时间等。
2 目录
3 设计任务书
4 概述与设计方案简介
5 设计条件及主要物性参数表
6 按设计任务顺序说明
7 设计结果汇总表
8 对本设计的评述本部分主要介绍设计者对本设计的评价及设计者的学习体会。
9 工艺流程简图和主体设备工艺条件图
10 参考文献
11 附录五、设计进度
1 设计动员，下达设计任务书 0.5天
2 搜集资料，阅读教材，拟订设计进度 1.5天
3 设计计算 5—6天
4 绘图 3—4天
5 整理设计资料，撰写设计说明书 2天
6 设计小结及答辩 2天六、设计成绩评分标准设计成绩按优、良、中、及格、不及格五档评分。分数分配：说明书45%,图纸25%,答辩20%,平时表现10%
题目1 碳酸丙烯酯脱碳填料吸收塔设计指导书一、设计目的
1 初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法；
2 巩固学生对课本知识的理解，深化认识；
3 让学生学会查阅技术资料、国家技术标准，正确地选用公式和数据；
4 训练、培养、提高学生综合运用所学知识，独立解决实际问题的能力；
5 让学生树立工程观念和经济观念。
二、设计指导思想
1 结构设计应满足工艺要求；
2 设计要符合现行国家标准；
3 结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠；
4 制造工艺可行，维修方便。
三、设计要求
1 说明书采用统一封面和纸张；
2 方案和流程的选择要阐明理由；
3 设计过程层次清晰，内容完整；
4 计算过程中所采用的公式、数据、图表应注明出处；
5 设计说明书逻辑清楚、层次分明、书写工整；
6 集中做设计，独立完成。
四、设计课题工程背景自1990年以来，随着小化肥厂改变单一产品结构，适应市场的需要，采用脱碳增氨或转产尿素或联醇等方法，以提高经济效益，增强小化肥的竞争能力。为此需要增设一套变换气脱碳装置。由于碳酸丙烯酯（碳丙）脱碳为典型的物理吸收，流程简单、投资少、节能明显、技术易于掌握。因此，很快在小化肥厂得以推广应用。据初步统计，目前国内约有160套碳丙脱碳生产装置，各厂家所采用的脱碳压力有：0.4MPa、1.1~1.3MPa、1.6~1.8MPa、2.5~2.8MPa及4.3MPa等。另外，在工业应用过程中，国内技术开发单位、设计单位及生产企业分别对碳丙脱碳技术进行了研究、改进和完善。目前碳丙脱碳技术已工业应用的或即将工业应用的最有吸引力的进展有以下几方面：（1）塔器优化；（2）碳丙高效回收工艺；（3）HS技术；（4）低温碳丙。实践证明，低温碳丙具有气体净化度高、降低溶剂循环量和溶剂损耗等优点；（5）改良碳丙。因此，碳丙填料吸收塔有工业应用基础，通过设计学生将对典型的无机化工产品合成氨的生产有一定了解，也会有助于学生设计中理论结合实际。所布置的10个题目的设计条件取自工厂生产实际数据（从参考文献获得）或以实际生产数据为依据给出。此外，10个设计题目中的设计压力包括了目前工厂应用最多的三种情况，还有低温碳丙填料吸收塔的设计。
五、参考文献
1,石油化学工业规划设计院,塔的工艺计算,北京：石油化学工业出版社，1997
2,化工设备技术全书编辑委员会,化工设备全书—塔设备设计,上海：上海科学技术出版社，1988
3,化学工程手册编辑委会,化学工程手册，第1篇化工基础数据；第13篇气液传质设备,北京：化学工业出版社，1986
4,上海化工工业设计院石油设备设计建议组,化工设备图册—塔设备（4）,1976
5,上海医药设计院,化工工艺设计手册(上、下),北京：化学工业出版社，1986
6,大连理工大学化工原理教研室,化工原理课程设计,大连：大连理工大学出版社，1994
7,柴诚敬，刘国维，李阿娜,化工原理课程设计,天津：天津科学技术出版社，1995
8,王师祥，杨保和,小型合成氨厂生产工艺与操作,北京：化学工业出版社，1999
9,Reid R C,Prausnitz J M,Poiling B E,The properties of gases and liquids(Fourth Edition),New York,McGraw-Hill Book Company,1987
10,于遵宏，朱炳辰，沈大才等,大型合成氨工艺过程分析,北京：中国石化出版社，1993
11,石油化学工业部化工设计院，河北工学院,氮肥工艺设计手册—理化数据分册,北京：石油化学工业出版社，1997
12,谭天恩，麦本熙，丁惠华,化工原理(上、下册),北京：化学工业出版社，1990
13,陈敏恒，丛德兹，方图南，齐鸣斋,化工原理(上、下册)(第二版),北京：化学工业出版社，2000
14,梁锋,碳酸丙烯酯脱碳技术进展,小氮肥设计技术，2000，21(1)：7~10
15,王祥光,低温碳酸丙烯酯脱碳技术,小氮肥设计技术，1999，20(1)：6~7
六、设计答辩指导
1 弄清整个设计过程的脉络。
2 基本概念正确，各计算方法均有依据。
3 选型依据，选择某一值的依据。
4 如何改进设计？设计是否有变动余地？
5 分析、评价所做设计是否可靠？经济性如何？
6 图面布置是否符合制图标准？
7 各部分结构在图上是否正确体现？
8 设计说明书是否清晰？文字有何错误？
题目2 丙酮填料塔设计任务书一、设计名称丙酮填料塔的设计二、设计条件入塔气体中空气含丙酮为g/m3干空气（标态），干空气温度为25℃，压力为101.3 kPa，相对湿度为70%，处理气体量600~1 000m3/h.
吸收剂为清水，温度为25。
出塔气体中丙酮气流量分3组：
（1）入塔丙酮流量 1/100
（2）入塔丙酮流量 1/200
（3）入塔丙酮流量 1/ 400
三、设计任务
1,流程的选择：本流程选择逆流操作
2,丙酮浓度计算
3,丙酮出塔浓度计算
4,液体出塔温度变化
式中：q1为丙酮的浓解热，kJ/kmol，q2为丙酮的冷凝热（25℃），kJ/kmol。
5,平衡线的获取对丙酮—水体系当X＜0.01时，X为15~45℃，可用下式求解
式中：E为亨利系数，kPa；p为总压，kPa；T为温度，K。
6,吸收剂量求取
(1) 最小吸收剂用量
(2) 吸收剂用量
7,操作线方程式
8,填料塔径求取
(1) 选择填料
(2) 液泛速度
(3) 空塔速度
(4) 塔径及圆整
(5) 最小润湿速度求取及润湿速度的选取
(6) 塔径的校正
9,单位填料层压降的求取
10,传质单元高度的求取
11,传质单元数求取
12,填料层高度
13,吸收塔高度计算
14,液体分布，再分布器及分布器的选型
15,风机选取
16,画填料塔的工艺设备图
17,编写设计说明书四、设计说明书内容
1,课题名称，目录及页码
2,前言
3,吸收系统流程和方案的 说明和论证
4,本设计结果概要
5,设计计算及说明
6,设计有关问题的分析讨论
7,参考文献目录五、设计进度下面以总设计时间3周为准：
1）设计动员，下达设计任务书 0.5天
2）搜集资料，阅读教材，拟订设计进度 1.5天
3）设计计算（包括电算，编写说明书草稿） 5至6天
4）绘图 3至4天
5）整理，抄写说明书 2天
6）设计小结及答辩 2天六．设计成绩评定体系总成绩分为：及格，不及格，中等，良好，优良评定方法：说明书 45% 图面质量 25%
答辩 20% 平时表现 10%
题目2 丙酮填料塔设计指导书一、设计目的
1,培养学生查阅资料选用公式和搜索数据的能力
2,培养学生在填料吸收塔设计时，既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性并注意操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想。
3,培养学生能迅速准确的对填料塔进行工艺设计计算的能力
4,培养学生能用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力二、设计指导思想
1,满足工艺和操作的要求
2,在经济上合理
3,保证生产安全
4,设计要符合国家标准等
5,满足环保要求三、设计要求
1,设计应以独立作业为主，小组讨论为次
2,计算正确无误
3,必须对填料的有关水力性质进行校核
4,图样上有现型，字迹正确清晰，图面整洁
5,设计说明表达清晰，格式按照设计教学大纲要求写
6,对上机的学生除上述要求之外，还必须列出计算框图及符号说明，计算结果四、设计题目的工程背景吸收是化工生产中重要的传质单元操作，广泛用于气体混合物的分离，尤其是近几年环保及生化工程中的应用更显示其重要性，又由于本实验有一套用水吸收空气中丙酮的填料吸收塔，为了让学生对该吸收装置的各个设计参数及辅助设备的选取有一个清醒的认识，故本设计的选题定为丙酮吸收塔的设计。
五、参考文献
1,涂晋林，吴志泉.化学工业中的吸收操作.1994
2,华南理工大学化工原理教研组.化工过程及设备设计.广州：华南理工大学出版社，1986
3,（苏）FO Ⅱ 迪新在奥尔斯科戈,化工基本过程与设备,北京：化学工业出版社，1988
4,化工设备设计全书编辑委员会.塔设备设计.上海：上海科学技术出版社，1988
5,G A Moris Jwkson J,填料吸收塔的设计(中译本).上海：上海科学技术出版社
6,国家医药管理局上海医药设计院,化工工艺设计手册,北京：化学工业出版社，1986
7,化学工程手册编辑委员会,化学工程手册，第12册，气体吸收,北京,化学工业出版社，1982
8,EE路德维希,化学工业部化工设计公司译，化工装置的工艺设计（2nd），第二册.北京：化学a工业出版社，1985
六、设计思考题
1,平衡关系怎样得到？
2,怎样选择填料
3,操作线怎样获得？
4,怎样求取塔径
5,一般液汽比为最小液汽比的多少倍？
6,空塔速度一般为取液泛速度的多少倍？
7,怎样才能避免在设计过程中出现塔高很高，而塔路很小的不合理设计？
8,吸收塔顶部为什么要留一定的空间？
9,吸收塔底部为什么也要留一定的空间
10,一般要求直径与填料直径之比为多少？
11,在填料设计及操作时为什么要安装液位计？
12,当填料塔内填料很高时，为什么要安装液体的再分布器？
13,支承板的作同是什么？一般要求其开孔率为多少？
14,怎样选择风机？
15,本吸收体系的水蒸汽是如何处理的？
16,如果降低尾气中丙酮的含量应采取什么措施？
七．部分设计问题指导
1,平衡线是怎样获得的？
由X求液体出口温度t2，求亨利系数m，由m再根据亨利定理得到Y。
2,怎样才能求的最小液汽比？
3,样才能获得比较合理的塔高与塔径之比？
可调整液汽比及液泛率，选择适当的资料等，可改进塔高与塔径之比。
4,如何选择液体分布器及气体分布器？
如果平衡线有段为曲线，有段为直径怎样才能获得比较精确的Noo
5,如何选择风机？
6,怎样选择吸收塔的封头？
八、答辩指导答辩时分3组，逐组进行，并当场计分。答辩内容包括：设计工艺计算，图纸，思考题等。
题目1 乙醇-水溶液连续精馏塔设计一、设计名称乙醇-水溶液连续精馏塔设计二、设计条件处理量,t/a (15 000,17 500,20 000)
料液组成（质量分数）,（30%，35%，40%，45%，50%）
塔顶产品组成（质量分数）,（92.5%，93%,93.5%）
塔顶易挥发组分回收率,（99%,99.9%）
每年实际生产时间,7 200 h
三、设计任务完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。
四、设计说明书内容
1 目录
2 概述（精馏基本原理）
3 工艺计算
4 结构计算
5 附属装置评价
6 参考文献
7 对设计自我评价五、设计进度
1 设计动员，下达设计任务书 0.5天
2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天
3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿） 5~6天
4 绘图 3~4天
5 整理，抄写说明书 2天
6 设计小结及答辩 2天六、设计成绩评分体系成绩分为五档：优秀、良好、中等、及格、不及格评定方法,答辩20% 图纸25% 说明书45% 平时10%
附 汽液平衡数据表1 乙醇-水溶液汽液相平衡数据（表中液相组成x与汽相组成y均为摩尔分数）
题目2 甲醇-水溶液连续精馏塔设计一、设计名称甲醇-水溶液连续精馏塔设计二、设计条件处理量,t/a(15000,17500,20000)
料液组成（质量分数）,（30%，35%，40%，45%，50%）
塔顶产品组成（质量分数）,（98%，99%,99.5%）
塔顶易挥发组分回收率,（99%,99.9%）
每年实际生产时间,7200h
三、设计任务完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统式艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。
四、设计说明书内容
1 目录
2 概述（精馏基本原理）
3 工艺计算
4 结构计算
5 附属装置评价
6 参考文献
7 对设计自我评价五、设计进度
1 设计动员，下达设计任务书 0.5天
2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天
3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿） 5~6天
4 绘图 3~4天
5 整理，抄写说明书 2天
6 设计小结及答辩 2天六、设计成绩评分体系成绩分为五档：优秀、良好、中等、及格、不及格评定方法,答辩20% 图纸25% 说明书45% 平时10%
附 汽液平衡数据表2 甲醇-水溶液汽液相平衡数据（表中液相组成x与汽相组成y均为摩尔分数）
题目1 聚氯乙烯干燥器设计任务书一、设计名称
10万吨/年聚氯乙烯干燥器设计二、设计条件
1 物料进口湿含量 14%（湿度）
2 物料出口湿含量 1%(湿基)
3 临界湿含量0.015(干基)
4 平衡湿含量 0
5 绝干物料热容 Cs=0.25cal/kg.℃
6 干空气进口温度 t=40℃
7 气体出口温度 自定
8 物料软化温度 t=75~80℃
9 空气相对湿度 77%
10 颗粒平均粒径 200μm
11 物料进口温度 t=40℃
三、设计任务根据设计条件对PVC干燥器选择进行评价，对干燥器进行工艺计算（物料衡算和热量衡算），结构计算（直径、管长等），然后对附属设备进行选型计算，绘制出干燥系统图及换热器总装图。
四、设计说明书内容
1 目录
2 概述（干燥基本原理）
3 工艺计算（包括对所选干燥器评价）
4 结构计算
5 附属装置评价
6 参考文献
7 对设计自我评价五、设计进度
1 设计动员，下达设计任务书 0.5天
2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天
3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿）5~6天
4 绘图3~4天
5 整理，抄写说明书 2天
6 设计小结及答辩 2天六、设计成绩评分体系成绩分为五档：优秀、良好、中等、及格、不及格评定方法,答辩20% 图纸25% 说明书45% 平时10%
题目1 聚氯乙烯干燥器指导书一、设计目的化工原理课程设计是结束理论教学之后的一次实践教学环节，通过课程设计加深学生对基本原理、基本计算的认识与理解，这是理论教学所必须的完成与补充。除此之外，课程设计通过查阅工程手册、资料，得到一次工程实践的机会，逐渐培养工程观点与工程意识。另外，通过计算和绘图是对前修课程的一次复习，对未来工程工作的一次演习，具体而言，学生应理解干燥单元操作的基本原理，物料衡算，热量衡算等基本计算，通过查阅“化学工程手册”16篇20篇等干燥方面手册得到工程观点，工程意识的培养。
二、设计指导思想设计方案及设备选择应从工厂实用需要出发，既考虑合理性，先进性，又要考虑实用性，经济性，特别强调要尊重工程技术人员及工人长期科学实践所积累的经验方法，但又要不犯经验主义，要注意尽可能利用人类的思维成果。具体而言，原则上气流干燥器可以用流化床代替，但实际上流化床干燥器比气流干燥器复杂，难以操作，且价格又贵，因此气流干燥器应利用便宜这个优势，从利用高温热源提高传热效率看，气流干燥速度高，更为有利。但从水分去掉程度看，沸腾床（即流化床）又较少有利。
三、设计要求要求学生独立完成设计，要求在设计中对方案不只一种而是两种以上进行比较，计算书要符合格式而且公式要有引处说明。对自己设计感受应附在计算书后，工艺流程图、总装图应符合化工工艺图及机械图要求。
四、设计课题工作背景
PVC物料干燥要求是比较严格的，如果含水率高于1‰。其产品会产生气泡，在工程上多采用气流干燥与流化干燥串联使用，并有资料说明已得到应用。
五、参考文献
1,南京化工学院,气流干燥器及流化床干燥器设计,南京化工学院(内部)
2,黄建华等,气流干燥器设计,武汉化工学院,1994(内部)
3,化学工程手册编辑委员会,化学工程手册 16篇 20篇
4,化工设备设计全书编辑委员会.干燥设备设计,上海：上海科学技术出版社
5,干燥技术进展,科学教育出版社
6,石光原,周积义,彭福荫,机械制图,北京：高等教育出版社
7,谭天恩等,化工原理(上、下册),北京：化学工业出版社.
六、设计思考题
1,对进入干燥器空气状态，一年之中变化很大，那么应当取什么季节的状态为计算时使用状态？
2,计算换热器时，空气年平均温度是15℃,而夏天温度为40℃,计算换热器热负荷时，应取什么温度？
3,当水份含量为结合水分，要去掉所有自由水份，应当单独使用气流干燥器还是流化床干燥器，为什么？
4,从环境保护要求，一般旋风除尘器能否满足要求？如果不能，采用什么措施？
5,气流干燥器能否按理论干燥器考虑？能否实行？按理论干燥器计算是否需要检验？如何检验？
七、部分设计问题引导在计算换热器时一般有两种方法，一是选择一台换热器，另一方面自行设计一台换热器，前者由估算换热面积在明细表上选择一台换热器，然后算出传热系数，算出计算面积，按设备用量即实际面积/计算面积≤120%,并校核管内流速在许可范围内，而当选择换热器不满足需要，也可仔细进行设计，此时对管管长，管径，管布置，程数等都应加以考虑，最后仍以上述备用量为合格指标。
旋风除尘器在设计时其进口速度应校核，因为进口速度小分离效率会降低，而且选用多台换热器时其台数及管道设计应保持阻力相等，否则运行状况会恶化。
八、设计答辩指导设计答辩在课堂设计全部工作完成且得到指导教师同意后方可进行，学生应将设计计算书仔细阅读，熟悉设计步骤，对设计思路要清晰，设计方案对比结果及结论应有根据，公式书写应正确而且要有引处，设计方法及设计结果应有自己的评价及见解，对设计中尚待研究和改进的不足之处，应实事求是交待，对答辩老师提问应记下，了解问题的实际后进行回答，对学术问题坚持服从真理，实事求是的态度，不应敷衍马虎过去。
题目2 卧式多室流化床干燥装置设计指导书一、设计目的通过对化肥产品干燥装置的流化床干燥器的设计，达到让学生了解干燥器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据干燥、传热、机械分离、流体输送的基本原理，选择流程，确定干燥器的基本尺寸及结构设计，以及辅助设备的选型计算。
总之，通过设计使学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的主要程序和方法，培养学生融会所学知识、独立地分析和解决工程实际问题的能力。
二、设计指导思想
1．结构设计应满足工艺要求
2．结果简单合理、操作调节方便、运行安全可靠
3．设计要符合现行国家标准
4．安装、维修方便三、设计要求
1,计算正确，分析论证充分准确。
2,条理清晰，语言精练，字迹工整。
3,图表清晰、规范。
4,独立完成。
四、设计课题工程背景在化肥工业生产过程中，常常需要将各种化肥产品进行干燥。本设计以某厂干燥化肥产品为例，让学生了解流化床干燥器的设计过程。
五、参考文献
1．,化工原理（上、下）》，谭天恩等（1990年），化学工业出版社
2．,化工过程及设备设计》，华南工学院出版社（1986年）
3．,化工原理课程设计》，天津科学技术出版社（1994年）
4．,化学工程手册（第16篇），干燥》，化学工业出版社
5．,机械产品目录（4）》，机械工业出版社（1991年）
6．,干燥设备设计》，化工设备设计全书编辑委员会编（1986年）
7．,化工基本过程及设备设计教科书》，化学工业出版社（1991年）
8．,化工设备图册（5）》，上海化学工业设计院（1976年）
六、设计思考题
1,何谓流化态现象?
2,流化床干燥器的主要优缺点是什么?
3,流化床干燥器的结构型式有那些?
4,说明流化床干燥装置的设计步骤。
5,干燥介质参数按照什么原则确定？
6,系统中风机的安装方式有那几种？各自有何特点？
7,气固分离器的型式有那几种？选型的原则是什么？
七、部分设计问题的引导
1,流化床干燥器基本型式的选择
2,干燥流程的选择
3,干燥条件的确定原则
4,干燥介质进出干燥器温度的确定
5,物料出口温度的确定
6,床层面积及高度的确定
7,附属设备的选型八、设计答辩指导
1,干燥器设计计算可参阅干燥设备设计及化学工程手册等书籍。
2,风机及气固分离设备选型可参阅气力输送等书籍。
3,绘图可找制图老师了解，并参阅机械制图、化工制图及制图标准等书籍。
二、课程设计的内容和要求
⒈设计方案简介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。
⒉主要设备的工艺设计计算物料衡算。工艺参数的选定。设备结构的设计和工艺尺寸的设计计算。
⒊辅助设备的选型典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备型号。规格的选定。
⒋工艺流程图以单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物流方向、物流量、能流量、主要测量点。
⒌主要设备的工艺条件图图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。
⒍设计说明书内容设计任务书；
目录；
设计方案简介；
工艺计算及主要设备设计；
辅助设备的计算和选型；
设计结果汇总；
设计评述；
参考资料。
三、课程设计的题目类型及选题要求
⒈精馏塔设计针对不同物系，双组分或多组分，常压或减压以及筛板、浮阀等不同板型和工艺条件立题。
⒉蒸发器设计针对不同物系的多效蒸发装置立题。
⒊干燥器设计针对不同物料、不同型式的干燥器立题。
四、课程设计的基本环节
⒈设计动员，发题。
⒉阅读设计指导书，查阅资料、拟定设计程序和进度计划。
⒊现场调查。设计指导教师负责帮助学生拟定调查提纲。按排0.５—１天进行现场调查。
⒋设计计算、绘图、编写设计说明书。
⒌设计考核，评定成绩。考核的内容包括：说明书和图纸的质量；完成题目的难度；独立完成设计情况；答辩情况。采取审定与答辩相结合的方式，成绩评定按百分制记分。
附：执行大纲的若干说明
⒈关于题目要求题目类型以精馏、吸收、干燥为主，因为这些类型题目能较好满足综合应用本门课程所学知识的要求，其它类型题目根据需要逐步增加。
在选题时要求在给定的物系〔料〕。操作条件、型式等方面尽量做到多样化，以利学生独立完成。使题目具有不同的难度，以便适应不同程度的学生。
在设计内容上各题目应规定必须完成的基本部分和酌情进行的加深部分，即学生在完成基本部分后，可以在流程、主要设备型式、设计方法的评选，利用电算工具进行方案比较或制图等某一方面予以扩充加深。
⒉关于电算工具的使用在课程设计中使用电算工具应是提高课程设计质量的重要方面。
应当尽量创造条件使学生进行计算机辅助设计，可以先在部分学生中试行，逐步扩大。
⒊关于设计资料每个类型题目编写一份设计指导书，指导书的内容包括课程设计的目的——设计的内容和要求〔包括说明书和图纸的具体要求〕——整个设计进行的步骤——设计注意事项——设计中若干问题的说明——设计参考资料目录。
⒋关于课程设计的指导方法在整个课程设计进行过程中，如何对学生施行指导才有利于学生两个能力的培养，尚有待实践和总结，这也是提高课程设计质量的重要环节，务必给予重视。
化工原理课程设计任务书
设计题目：乙醇精馏塔二、设计任务及条件
1,进料含乙醇38.2%，其余为水（均为质量分率，下同）
2,产品乙醇含量不低于93.1%；
3,釜残液中乙醇含量不高于0.01%；
4,生产能力5000T/Y乙醇产品，年开工7200小时
5,操作条件：
①间接蒸汽加热；②塔顶压强：1,03 atm（绝对压强）
③进料热状况：泡点进料； ④回流比：R=5
⑤单板压降：75mm液柱三、设计内容
a) 流程的确定与说明； b) 塔板和塔径计算； c) 塔盘结构设计 i,浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图； ii,流体力学验算； iii,塔板负荷性能图。
d) 其它 i,加热蒸汽消耗量； ii,冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量
e) 流程图化工原理课程设计教学大纲周数：2~3周适用专业：化工、药物制剂、化学制药、高分子材料与科学工程、
生物工程、过程装备与控制专业制定人,化工原理教研室制定时间：2002.9
一、课程设计的目的和任务课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练，在整个教学计划中它也起着培养学生独立工作能力的重要作用，通过课程设计就以下几个方面要求学生加强锻炼：
1,查阅资料选用公式和搜集数据的能力；
2,树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想指导下去分析和解决实际问题的能力；
3,迅速准确地进行工程计算（包括电算）的能力；
4,用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
二、课程设计的基本要求
1 课程设计来源要求课程设计题可以结合科研成果提出具有一定生产规模的单元操作设计题，也可以从生产实际中调查和搜集题目，另外也可根据资料和手册，编制符合教学要求的题目。
2.设计说明书的基本要求要求包括以下几个内容：
(1) 目录
(2) 设计题目
(3) 流程示意图
(4) 流程和方案的说明及论证
(5) 设计结果概要（主要设备尺寸，各种物料量和操作状态，能耗指标，设计时规定的主要操作参数及附属设备的规格型号及数量）
(6) 设计计算与说明
(7) 对设计的评述及有关问题的分析讨论
(8) 参考文献目录
3,图纸要求画工艺流程图和装配图一张，制图时必须按照国家有关机械制图标准制图
4 电算要求学生使用电算时，除上述要求外还应列出注释（包括符号说明），主要程序的框图及程序运行结果
5 主要设计题目要求争取生产实习与设计相结合，针对不同的专业方向选择适宜的课题
6 课程设计评分要求分为四个部分分别要求:
(1) 说明书的质量度 45%
(2) 图纸质量 25%
(3) 答辩 20%
(4) 平时表现 10%
附录一 列管换热器的设计一、设计内容
1 根据生产任务的要求确定设计方案
(1)换热器类型的选择
(2)换热器内流体流入空间的选择
2 化工计算
(1)传热面积的计算
(2)管数、管程数及管子排列，管间距的确定
(3)壳体直径及壳体厚度的确定
3 换热器尺寸的确定及有关构件的选择
4 换热器流体阻力的计算及其输送机械的选择
5 绘制流程图及换热器的装配图
6 编写说明书二、设计要求：
1 在确定设计方案时既要考虑到工艺，操作的要求又要兼顾经济和安全上的要求。
2 在化工计算时要求掌握传热的基本理论，有关公式，要知道查哪些资料，怎样使用算图以及怎样选择经验公式，并进行优化设计。
3 要求根据国家有关标准来选择换热器的构件
4 要求一部分学生利用计算机来辅助设计及优化设计方案
5 要求必须掌握固定管板式或浮头式列管换热器的设计附录二 填料吸收塔的设计一、设计内容
1 吸收的汽液平衡关系的确定
2 吸收流程的确定
3 吸收剂的选择及吸收剂用量的计算
4 填料的选择
5 塔径和填料层高度的计算
6 进行阻力计算及气液输送机械的选型
7 塔的辅助装置的选型
(1) 喷淋装置
(2) 气体分布器
(3) 液体分布器
(4) 气体进出口装置
(5) 填料支承装置
8 绘流程图及吸收塔的装配图
9 编写设计说明书二、设计要求：
1 必须掌握填料塔设计的有关原理、步骤
2 必须学会合理地选择填料
3 必须校核本设计是否满足填料塔设计的有关设计要求
4 必须依据国家有关标准来选择塔的附件如封头、支座等
5 要求部分学生利用计算机进行辅助设计附录三 板式精馏塔的设计设计内容
1 设计方案的确定
(1) 操作压力
(2) 进料状态
(3) 加热方式
(4) 热能利用
2 工艺计算
(1) 物料衡算
(2) 热量衡算
(3) 回流比的确定
(4) 理论塔板数的确定
3 塔板及塔的主要尺寸的设计
(1) 塔板间距的确定
(2) 塔径的确定
(3) 塔板布置及板上流体流程的确定
4 流体力学的计算及有关水力性质的校核
5 板式精馏塔辅助设备的选型
6 绘制流程图及精馏塔的装配图
9编写设计说明书二、设计要求
1 要求掌握连续精馏装置设计原理与设计步骤
2 要求部分学生能利用计算机通过逐板计算法求解理论塔板数
3 要求学生知道进料状况及回流比对精馏过程的影响并做好优化设计
4 必须依据国家有关标准选择塔附件如：封头、支座等附录四 蒸发装置的设计一、设计内容
1 根据溶液的性质及工艺要求确定蒸发器的操作条件，蒸发器的型式和蒸发操作的效数
2 根据物料衡算及热量衡算计算加热蒸汽的消耗量及各效的蒸发量
3 求出各效传热量和传热面积
4 蒸发器尺寸的确定和有关构件的选择
5 附属设备的选型
6绘制流程图及蒸发器的装配图
7编写设计说明书二、设计要求
1 要求学生必须根据设计任务书合理选择蒸发器的类型
2 要求学生掌握常用的试差法对多效蒸发器进行工艺计算
3 必须根据有关国标来选择蒸发器的构件附录五 气流干燥器的设计一、设计内容
1 干燥条件的确定
2 干燥器的物料及热量衡算，以确定空气出口状态及空气气量
3 气流干燥器的主体设计
(1) 干燥管直径的计算
(2) 干燥管高度的计算
4 流体阻力的计算及风机选型
5 辅助设备的选型
(1) 换热器的选型
(2) 除尘器的选型
(3) 加料机的选型二、设计要求
1 熟悉空气湿度图的用法并了解在工程设计上的应用
2 学会查找文献，确定最优公式来计算空气出口温度及干燥管高度
3 要求部分同学上机对干燥器的选择方案实行优化
题目1 用水冷却煤油产品的列管式换热器设计任务书一、设计名称用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计二、设计条件使煤油从140℃冷却到40℃,压力1bar,冷却剂为水，水压力为3bar，处理量为10t/h..
三、设计任务
1 合理的参数选择和结构设计
2 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算四、设计说明书内容
1 传热面积
2 管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核
3 壳体直径
4 结构设计包括流体壁厚
5 主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管五、设计进度
1 设计动员，下达设计任务书 0.5天
2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天
3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿） 5~6天
4 绘图 3~4天
5 整理，抄写说明书 2天
6 设计小结及答辩 2天六、设计成绩评分体系成绩分为五档：优秀、良好、中等、及格、不及格评定方法,答辩20% 图纸25% 说明书45% 平时10%
题目1 用水冷却煤油产品的列管式换热器设计指导书一、设计的目的通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。
总之，通过设计达到让学生自己动手进行设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。
二、设计的指导思想
1 结构设计应满足工艺要求
2 结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠
3 设计符合现行国家标准等
4 安装、维修方便三、设计要求
1 计算正确，分析认证充分，准确
2 条理清晰，文字流畅，语言简炼，字迹工整
3 图纸要求，图纸、尺寸标准，图框，图签字规范
4 独立完成四、设计课题工程背景在石油化工生产过程中，常常需要将各种石油产品（如汽油、煤油、柴油等）进行冷却，本设计以长岭炼油厂冷却煤油产品为例，让学生熟悉列管式换热器的设计过程。
五、参考文献
1 化工过程及设备设计，华南工学院，1986
2 传热设备及工业炉，化学工程手册第8篇，1987
3 化工设备设计手册编写组,金属设备，1975
4 尾范英郎（日）等，徐忠权译，热交换设计物册，1981
5 谭天恩等,化工原理(上、下册)化学工业出版社.
六、设计思考题
1设计列管式换热器时，通常都应选用标准型号的换热器，为什么？
2 为什么在化工厂使用列管式换热最广泛？
3 在列管式换热器中，壳程有挡板和没有挡板时，其对流传热系数的计算方法有何不同？
4 说明列管式换热器的选型计算步骤？
5 在换热过程中，冷却剂的进出口温度是按什么原则确定的？
6 说明常用换热管的标准规格（批管径和管长）。
7 列管式换热器中，两流体的流动方向是如何确定的？比较其优缺点？
七、部分设计问题引导
1列管式换热器基本型式的选择
2 冷却剂的进出口温度的确定原则
3 流体流向的选择
4 流体流速的选择
5 管子的规格及排列方法
6 管程数和壳程数的确定
7 挡板的型式八、设计答辩指导
1 列管式换热器的型号，可查找化工过程及设备及换热器等书籍。
2 换热器强度设计可找化机同学或老师了解，并参照金属设备等资料
3 绘图可找制图老师了解，并参考机械制图，化工制图及制图标准等。
题目2 正戊烷冷凝器设计任务书一、设计名称正戊烷冷凝器的设计二、设计条件
1,操作条件
（1） 正戊烷、冷凝温度为51.7℃，冷凝液于饱和液体下离开冷凝器；
（2） 冷却介质，地下水，流量为7 000kg/h，入口温度：第一组为20℃，第二组为30℃；
（3） 允许压强降，不大于105Pa；
（4） 每年按300天计；每天24 h连续运转。
2,处理能力 22 000T/Y正戊烷；
3,设备型式 立式列管冷凝器二、设计任务
1,选择合适的立式列管冷凝器并进行较核计算
2,对冷凝器的附件进行设计，包括结构设计。
三、设计说明书的内容
1,课程名称、首页、目录及页码
2,前言
3,简述设计内容，自己设计的特点，引用的标准等
4,热量衡算及初步估算换热面积；
5,冷凝器的选型及流动空间的选择
6,工艺流程图；
7,冷凝器的较核计算；
8,结构及附件设计计算
9,冷凝器的主要数据一览表；
10,设计结果评价；
11,附立式列管冷凝器总装图四、设计进度
1,设计动员，下达设计任务书 0.5天
2,搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天
3,工艺设计计算，结构设计计算（包括电算） 5~6天
4,绘图 3~4天
5,整理，抄写说明书 2天
6,设计小结及答辩 2天五、设计成绩评分体系成绩分为五档：优秀、良好、中等、及格、不及格评定方法,答辩20% 图纸25% 说明书45% 平时10%
题目2 正戊烷冷凝器设计指导书一、设计目的
1,巩固学生对课本知识的理解，深化认识；
2,培养学生分析问题，解决问题的能力；
3,树立学生工程观念和经济观念；
4,使学生对设备总装图有初步知识。
二、设计指导思想
1,结构设计应满足工艺要求；
2,设计要符合现行国家标准；
3,结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠；
4,制造工艺可行，维修方便。
三、设计要求
1,说明书采用统一封面和纸张；
2,方案和流程的选择要阐明理由
3,设计过程应次清晰，内容完全；
4,设计、计算中所采用的公式、数据、图表等注明出处，有些需说明理由；
5,一律用钢笔填写，要排列整齐，字体端正，书面整洁；
6,计算过程均应写出；
7,设备图以制图要求为准；
8,集中做设计，独立完成。
四、设计课题工业背景炼油厂精馏塔塔顶冷凝器蒸汽主要是正戊烷，以此为原料设计一正戊烷冷凝器五、参考文献
1,兰州石油机械研究所,换热器（上册）,烃加工出版社，1986
2,E.U施林德尔,换热器设计手册(第四卷),机械工业出版社,1989
3,华南理工大学化工原理教研室,化工过程及设备设计,华南工学院出版社,1986
4,大连理工大学化工原理教研,化工原理课程设计,大连理工大学出版社,1994
5,柴诚敬等,化工原理课程设计,天津科技出版社,1994
6,顾芳珍等.化工设备设计基础,天津大学出版社,1994
7,化学工程手册编辑委员会,化学工程手册第7篇,化学工业出版社,1985
8,化工部设备设计技术中心站,化工设备图册第三分册,1988
六、设计思考题
1,冷却水出口温度如何确定?
2,流体流动空间的选择原则是什么?
3,在 中,各项含义是什么,在不同情况下说明提高K值的途径及采取的措施?
4,管壳式换热器中，采用多管程的目的是什么？在壳程加挡板的目的又是什么？
5,在什么情况下，固定板换热器要设计膨胀节？
6,列管式冷凝器的蒸汽入口处是否需设计缓冲挡板？
7,列管式冷凝器的换热管的排列方式有几种，如何选用？
8,立式列管式冷凝器是否要设计支座，选用什么标准确定支座的尺寸？
9,列管式冷凝器的接管的设计依据是什么？
10,如何判断你所设计的换热器性能及经济上的适用性的优劣？
七、部分设计问题引导
1,自定冷却水的出口温度，并由热量衡算确定其用量.
2,估计K值大小，应首先估计对流传热系数较小一侧的对流传热系数？
3,设计换热设备既要考虑操作费用，又要考虑设备费用，也就是既要使阻力降不能太高，也不能使传热面积较大，使管程的冷却水有一个合适的流速。
八、设计答辩指导
1,弄清整个设计过程脉络，关键步骤
2,基本概念正确，各计算方法有依据，准确
3,选型的依据，选择管程、壳程流体，流向或某一值的考虑
4,如何改进设计？有何可修改的地方？如何修改？
5,分析、评判所做设计是否可操作，经济性如何？
6,图面布置是否符合制图标准？
7,各部分结构在图上是否正确体现？
8,设计说明是否清晰，文字有何错误？
题目3 乙醇—水精馏塔顶产品冷凝器的设计任务书一、设计名称精馏塔顶产品全凝器二、设计条件
1,处理量 6万t/y
2,产品浓度 含乙醇95%
3,操作压力 常压
4,冷却介质 水（P为0.3MPa，进口温度30℃，出口温度40℃）
三、设计任务设计一冷凝器，冷凝乙醇—水系统精馏塔顶部的馏出产品。产品中乙醇的浓度为95%，处理量为6万t/y，要求全部冷凝。
冷凝器操作压力为常压，冷却介质为水，其压力为0.3MPa,进口温度为30℃，出口温度为40℃。
四、计说明书概要
1,目录
2,概述
3,热力计算（包括选择结构，传热计算，压力核算等）
4,结构设计与说明
5,设计总结
6,参考文献
7,附工艺流程图及冷凝器装配图一张
五、设计进度
1,设计动员，下达设计任务书 0.5天
2,搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天
3,工艺设计计算，结构设计计算（包括电算） 5~6天
4,绘图 3~4天
5,整理，抄写说明书 2天
6,设计小结及答辩 2天六、设计成绩评分体系设计成绩优，良，中，及格，和不及格不级计分制总成绩由以下几个部分构成
1,平时成绩 10%
2,设计说明书 45%
3,设计图纸 25%
4,答辩成绩 20%
题目3 乙醇水精馏塔塔顶不产品冷凝器设计指导书一、设计目的通过对乙醇—水系统精馏塔顶产品全凝器的设计，使学生了解和掌握化工单元操作设备设计的步骤、方法及基本技能，熟悉文献资料及物性参数的查阅和收集方法，懂得如何论证优化设计方案，合理科学地应用公式及数据。在设计中提高学生的分析能力和解决问题的能力。
二、设计指导思想设计要考虑其科学性、先进性及可行性，同时又要经济合理，同时要符合环保要求。
三、设计要求整个设计由论述、设计计算和绘图三部分组成，论据要清晰、充分、有据。计算要正确可靠，图纸要整洁规范，应符合国家标准。
学生可由2至3人一组进行讨论，解决设计中的疑难问题或对设计进行优化。
四、设计课题的工程背景采用薯类与谷类原料进行发酵。发酵法制乙醇是一个很复杂的生化过程，
发酵在密封的发酵罐中进行产生的CO2的纯度饿达99—99.5%以上，其余为气态杂质，组分(以CO2质量为基准)为：乙醇0.4~0.8%，脂类0.03~0.4%，酸类0.08~0.09%。
成熟发酵醪中的乙醇必须经过初馏、精馏和除杂才能得到合格的乙醇。本课程设计即为粗乙醇（初馏塔出来的乙醇—水溶液），在进行精馏获得合格产品的过程中，精馏塔顶冷凝器的设计。
发酵法制乙醇的工艺也可以参考有关书籍或文献资料。
五、主要参考文献
1,胡振援编。简明化工原理实验，华中师范大学出版社，1997年
2,化工过程及设备设计，华南理工大学出版社，1986年
3,谭天恩，麦本熙，丁惠华等编，上下册（第二版），化学工业出版社
4,朱俜冠编，换热器原理及计算，清华大学出版社，1987
5,化工手册编委会编。化工手册（第一篇），化学工业出版社，1980
6,朱思明，汤善普等编，化工设备机械基础，华南理工大学出版社，1991
7,（日）燔野佐一等编。换热器，化学工业出版社六、设计思考题
1,换热器及作业原理
2,影响传热的主要因素有哪些
3,荷为冷凝器，冷凝器的出要型式及结构
4,选择走管程或壳程的介质应考虑什么原则
5,循环冷却水的进出口温度确定原则
6,设计冷凝器的主要步骤
7,对冷凝器的设计你进行了那些优化七、部分设计问题指导学生在接受设计任务后，首先应明确设计的步骤，方向，如何查阅有关数据和收集资料，并确定设计方案。本设计应在以下几个方面的加以指导：
1,物性数据的查阅在设计中涉及到水，乙醇等的多种物理参数，如密度，黏度，热容，汽化潜热，导热系数等等，如何正确的查阅数据是化工技术人员的基本功，因此在这方面应加以指导。
2,经验公式的正确应用在设计中要用到某些经验公式，如果选择不当的则会使设计发生误差。如壳程换热系数计算时，如果采用单管公式显然不对。因为工业换热器的气体冷凝比单管要复杂的多，从上排管外流下的冷凝液在下排管会产生一定的撞击和飞溅，从而使下一排管外的冷凝膜并不像单管叠加时那么厚，同时附加的扰动又会加速传热，在缺乏可靠数据可采用经验公式估算。
3,初选冷凝器根据计算的出的传热面积A0，从国家颁布的换热器标准系列中初选冷凝器，既不能选得太大浪费，又要满足传热需要。此外，标准设备的管数与计算值不一致时如何考虑等等，都需要加以引导。
4,结构设计在结构设计中，指导学生对关键部位进行设计并提出优化设想，如提高传热效果，降低成本等等。
八、设计答辩指导设计答辩内容包含设计说明书和图纸所设计的内容。要求学生熟悉掌握设计中的原理，步骤，方法等，而且要能讲明道理，分析问题和解决问题，即使是2至3人的组成设计小组，虽然设计放案和计算步骤相同，但文字叙述，设计总结和收获不尽相同，答辩过程中如发现学生抄袭别人的设计应严肃处理。
答辩采取抽签答题和教师提问想结合的方式进行，每位学生应记下教师提出的问题,经认真思考并了解问题的实质后进行回答，每人约需5至10分钟。
题目1 碳酸丙烯酯脱碳填料吸收塔设计任务书一、设计名称碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计二、设计条件吸收剂采用碳酸丙烯酯(PC)，溶剂的贫度≤0.05Nm3CO2/m3PC，出吸收塔吸收液饱和度取80%,各组设计时其它设计条件如下表：
三 设计任务
1 总体论证：确定设计方案与流程，绘出工艺流程简图
2 吸收塔物料衡算
(1) 气液平衡关系；
在-45℃~150℃，CO2气体压力0.03~2 MPa下，CO2在PC中溶解度关系式为：
式中 —CO2气体在碳丙中的溶解度，摩尔分数; T—碳丙温度，K; —平衡时气相中的CO2分压，atm
(2) 吸收剂用量；
(3) 变换气、净化气、贫液和富液流量及组成；
(4) 操作线方程。
3 吸收塔的化工设计
(1) 塔填料选择；
(2) 吸收塔塔径计算；
(3) 吸收塔填料层高度和填料层压降计算；
(4) 吸收塔诸接管口径计算；
(5) 主要设计参数核算；
4 填料吸收塔主要附属内件选型主要附属内件包括初始液体分布器、液体再分布器、填料支承板、填料压板、除雾器、气体入塔分布器等。
5 附件尺寸确定附件包括塔顶空间、塔底空间、人孔、裙座、封头和进出管口等。
6 填料塔高度计算
7 绘出填料吸收塔设备工艺条件图
8 主要辅助设备的计算与选型计算贫液冷却器的换热面积，确定吸收剂循环泵的型号。
9 设计结果汇总表
10 设计结果评价
11 编制设计说明书四、设计说明书内容
1 封面：
包括课程设计题目、系别、班级、学生姓名、指导教师、审阅教师、设计时间等。
2 目录
3 设计任务书
4 概述与设计方案简介
5 设计条件及主要物性参数表
6 按设计任务顺序说明
7 设计结果汇总表
8 对本设计的评述本部分主要介绍设计者对本设计的评价及设计者的学习体会。
9 工艺流程简图和主体设备工艺条件图
10 参考文献
11 附录五、设计进度
1 设计动员，下达设计任务书 0.5天
2 搜集资料，阅读教材，拟订设计进度 1.5天
3 设计计算 5—6天
4 绘图 3—4天
5 整理设计资料，撰写设计说明书 2天
6 设计小结及答辩 2天六、设计成绩评分标准设计成绩按优、良、中、及格、不及格五档评分。分数分配：说明书45%,图纸25%,答辩20%,平时表现10%
题目1 碳酸丙烯酯脱碳填料吸收塔设计指导书一、设计目的
1 初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法；
2 巩固学生对课本知识的理解，深化认识；
3 让学生学会查阅技术资料、国家技术标准，正确地选用公式和数据；
4 训练、培养、提高学生综合运用所学知识，独立解决实际问题的能力；
5 让学生树立工程观念和经济观念。
二、设计指导思想
1 结构设计应满足工艺要求；
2 设计要符合现行国家标准；
3 结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠；
4 制造工艺可行，维修方便。
三、设计要求
1 说明书采用统一封面和纸张；
2 方案和流程的选择要阐明理由；
3 设计过程层次清晰，内容完整；
4 计算过程中所采用的公式、数据、图表应注明出处；
5 设计说明书逻辑清楚、层次分明、书写工整；
6 集中做设计，独立完成。
四、设计课题工程背景自1990年以来，随着小化肥厂改变单一产品结构，适应市场的需要，采用脱碳增氨或转产尿素或联醇等方法，以提高经济效益，增强小化肥的竞争能力。为此需要增设一套变换气脱碳装置。由于碳酸丙烯酯（碳丙）脱碳为典型的物理吸收，流程简单、投资少、节能明显、技术易于掌握。因此，很快在小化肥厂得以推广应用。据初步统计，目前国内约有160套碳丙脱碳生产装置，各厂家所采用的脱碳压力有：0.4MPa、1.1~1.3MPa、1.6~1.8MPa、2.5~2.8MPa及4.3MPa等。另外，在工业应用过程中，国内技术开发单位、设计单位及生产企业分别对碳丙脱碳技术进行了研究、改进和完善。目前碳丙脱碳技术已工业应用的或即将工业应用的最有吸引力的进展有以下几方面：（1）塔器优化；（2）碳丙高效回收工艺；（3）HS技术；（4）低温碳丙。实践证明，低温碳丙具有气体净化度高、降低溶剂循环量和溶剂损耗等优点；（5）改良碳丙。因此，碳丙填料吸收塔有工业应用基础，通过设计学生将对典型的无机化工产品合成氨的生产有一定了解，也会有助于学生设计中理论结合实际。所布置的10个题目的设计条件取自工厂生产实际数据（从参考文献获得）或以实际生产数据为依据给出。此外，10个设计题目中的设计压力包括了目前工厂应用最多的三种情况，还有低温碳丙填料吸收塔的设计。
五、参考文献
1,石油化学工业规划设计院,塔的工艺计算,北京：石油化学工业出版社，1997
2,化工设备技术全书编辑委员会,化工设备全书—塔设备设计,上海：上海科学技术出版社，1988
3,化学工程手册编辑委会,化学工程手册，第1篇化工基础数据；第13篇气液传质设备,北京：化学工业出版社，1986
4,上海化工工业设计院石油设备设计建议组,化工设备图册—塔设备（4）,1976
5,上海医药设计院,化工工艺设计手册(上、下),北京：化学工业出版社，1986
6,大连理工大学化工原理教研室,化工原理课程设计,大连：大连理工大学出版社，1994
7,柴诚敬，刘国维，李阿娜,化工原理课程设计,天津：天津科学技术出版社，1995
8,王师祥，杨保和,小型合成氨厂生产工艺与操作,北京：化学工业出版社，1999
9,Reid R C,Prausnitz J M,Poiling B E,The properties of gases and liquids(Fourth Edition),New York,McGraw-Hill Book Company,1987
10,于遵宏，朱炳辰，沈大才等,大型合成氨工艺过程分析,北京：中国石化出版社，1993
11,石油化学工业部化工设计院，河北工学院,氮肥工艺设计手册—理化数据分册,北京：石油化学工业出版社，1997
12,谭天恩，麦本熙，丁惠华,化工原理(上、下册),北京：化学工业出版社，1990
13,陈敏恒，丛德兹，方图南，齐鸣斋,化工原理(上、下册)(第二版),北京：化学工业出版社，2000
14,梁锋,碳酸丙烯酯脱碳技术进展,小氮肥设计技术，2000，21(1)：7~10
15,王祥光,低温碳酸丙烯酯脱碳技术,小氮肥设计技术，1999，20(1)：6~7
六、设计答辩指导
1 弄清整个设计过程的脉络。
2 基本概念正确，各计算方法均有依据。
3 选型依据，选择某一值的依据。
4 如何改进设计？设计是否有变动余地？
5 分析、评价所做设计是否可靠？经济性如何？
6 图面布置是否符合制图标准？
7 各部分结构在图上是否正确体现？
8 设计说明书是否清晰？文字有何错误？
题目2 丙酮填料塔设计任务书一、设计名称丙酮填料塔的设计二、设计条件入塔气体中空气含丙酮为g/m3干空气（标态），干空气温度为25℃，压力为101.3 kPa，相对湿度为70%，处理气体量600~1 000m3/h.
吸收剂为清水，温度为25。
出塔气体中丙酮气流量分3组：
（1）入塔丙酮流量 1/100
（2）入塔丙酮流量 1/200
（3）入塔丙酮流量 1/ 400
三、设计任务
1,流程的选择：本流程选择逆流操作
2,丙酮浓度计算
3,丙酮出塔浓度计算
4,液体出塔温度变化
式中：q1为丙酮的浓解热，kJ/kmol，q2为丙酮的冷凝热（25℃），kJ/kmol。
5,平衡线的获取对丙酮—水体系当X＜0.01时，X为15~45℃，可用下式求解
式中：E为亨利系数，kPa；p为总压，kPa；T为温度，K。
6,吸收剂量求取
(1) 最小吸收剂用量
(2) 吸收剂用量
7,操作线方程式
8,填料塔径求取
(1) 选择填料
(2) 液泛速度
(3) 空塔速度
(4) 塔径及圆整
(5) 最小润湿速度求取及润湿速度的选取
(6) 塔径的校正
9,单位填料层压降的求取
10,传质单元高度的求取
11,传质单元数求取
12,填料层高度
13,吸收塔高度计算
14,液体分布，再分布器及分布器的选型
15,风机选取
16,画填料塔的工艺设备图
17,编写设计说明书四、设计说明书内容
1,课题名称，目录及页码
2,前言
3,吸收系统流程和方案的 说明和论证
4,本设计结果概要
5,设计计算及说明
6,设计有关问题的分析讨论
7,参考文献目录五、设计进度下面以总设计时间3周为准：
1）设计动员，下达设计任务书 0.5天
2）搜集资料，阅读教材，拟订设计进度 1.5天
3）设计计算（包括电算，编写说明书草稿） 5至6天
4）绘图 3至4天
5）整理，抄写说明书 2天
6）设计小结及答辩 2天六．设计成绩评定体系总成绩分为：及格，不及格，中等，良好，优良评定方法：说明书 45% 图面质量 25%
答辩 20% 平时表现 10%
题目2 丙酮填料塔设计指导书一、设计目的
1,培养学生查阅资料选用公式和搜索数据的能力
2,培养学生在填料吸收塔设计时，既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性并注意操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想。
3,培养学生能迅速准确的对填料塔进行工艺设计计算的能力
4,培养学生能用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力二、设计指导思想
1,满足工艺和操作的要求
2,在经济上合理
3,保证生产安全
4,设计要符合国家标准等
5,满足环保要求三、设计要求
1,设计应以独立作业为主，小组讨论为次
2,计算正确无误
3,必须对填料的有关水力性质进行校核
4,图样上有现型，字迹正确清晰，图面整洁
5,设计说明表达清晰，格式按照设计教学大纲要求写
6,对上机的学生除上述要求之外，还必须列出计算框图及符号说明，计算结果四、设计题目的工程背景吸收是化工生产中重要的传质单元操作，广泛用于气体混合物的分离，尤其是近几年环保及生化工程中的应用更显示其重要性，又由于本实验有一套用水吸收空气中丙酮的填料吸收塔，为了让学生对该吸收装置的各个设计参数及辅助设备的选取有一个清醒的认识，故本设计的选题定为丙酮吸收塔的设计。
五、参考文献
1,涂晋林，吴志泉.化学工业中的吸收操作.1994
2,华南理工大学化工原理教研组.化工过程及设备设计.广州：华南理工大学出版社，1986
3,（苏）FO Ⅱ 迪新在奥尔斯科戈,化工基本过程与设备,北京：化学工业出版社，1988
4,化工设备设计全书编辑委员会.塔设备设计.上海：上海科学技术出版社，1988
5,G A Moris Jwkson J,填料吸收塔的设计(中译本).上海：上海科学技术出版社
6,国家医药管理局上海医药设计院,化工工艺设计手册,北京：化学工业出版社，1986
7,化学工程手册编辑委员会,化学工程手册，第12册，气体吸收,北京,化学工业出版社，1982
8,EE路德维希,化学工业部化工设计公司译，化工装置的工艺设计（2nd），第二册.北京：化学a工业出版社，1985
六、设计思考题
1,平衡关系怎样得到？
2,怎样选择填料
3,操作线怎样获得？
4,怎样求取塔径
5,一般液汽比为最小液汽比的多少倍？
6,空塔速度一般为取液泛速度的多少倍？
7,怎样才能避免在设计过程中出现塔高很高，而塔路很小的不合理设计？
8,吸收塔顶部为什么要留一定的空间？
9,吸收塔底部为什么也要留一定的空间
10,一般要求直径与填料直径之比为多少？
11,在填料设计及操作时为什么要安装液位计？
12,当填料塔内填料很高时，为什么要安装液体的再分布器？
13,支承板的作同是什么？一般要求其开孔率为多少？
14,怎样选择风机？
15,本吸收体系的水蒸汽是如何处理的？
16,如果降低尾气中丙酮的含量应采取什么措施？
七．部分设计问题指导
1,平衡线是怎样获得的？
由X求液体出口温度t2，求亨利系数m，由m再根据亨利定理得到Y。
2,怎样才能求的最小液汽比？
3,样才能获得比较合理的塔高与塔径之比？
可调整液汽比及液泛率，选择适当的资料等，可改进塔高与塔径之比。
4,如何选择液体分布器及气体分布器？
如果平衡线有段为曲线，有段为直径怎样才能获得比较精确的Noo
5,如何选择风机？
6,怎样选择吸收塔的封头？
八、答辩指导答辩时分3组，逐组进行，并当场计分。答辩内容包括：设计工艺计算，图纸，思考题等。
题目1 乙醇-水溶液连续精馏塔设计一、设计名称乙醇-水溶液连续精馏塔设计二、设计条件处理量,t/a (15 000,17 500,20 000)
料液组成（质量分数）,（30%，35%，40%，45%，50%）
塔顶产品组成（质量分数）,（92.5%，93%,93.5%）
塔顶易挥发组分回收率,（99%,99.9%）
每年实际生产时间,7 200 h
三、设计任务完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。
四、设计说明书内容
1 目录
2 概述（精馏基本原理）
3 工艺计算
4 结构计算
5 附属装置评价
6 参考文献
7 对设计自我评价五、设计进度
1 设计动员，下达设计任务书 0.5天
2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天
3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿） 5~6天
4 绘图 3~4天
5 整理，抄写说明书 2天
6 设计小结及答辩 2天六、设计成绩评分体系成绩分为五档：优秀、良好、中等、及格、不及格评定方法,答辩20% 图纸25% 说明书45% 平时10%
附 汽液平衡数据表1 乙醇-水溶液汽液相平衡数据（表中液相组成x与汽相组成y均为摩尔分数）
题目2 甲醇-水溶液连续精馏塔设计一、设计名称甲醇-水溶液连续精馏塔设计二、设计条件处理量,t/a(15000,17500,20000)
料液组成（质量分数）,（30%，35%，40%，45%，50%）
塔顶产品组成（质量分数）,（98%，99%,99.5%）
塔顶易挥发组分回收率,（99%,99.9%）
每年实际生产时间,7200h
三、设计任务完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统式艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。
四、设计说明书内容
1 目录
2 概述（精馏基本原理）
3 工艺计算
4 结构计算
5 附属装置评价
6 参考文献
7 对设计自我评价五、设计进度
1 设计动员，下达设计任务书 0.5天
2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天
3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿） 5~6天
4 绘图 3~4天
5 整理，抄写说明书 2天
6 设计小结及答辩 2天六、设计成绩评分体系成绩分为五档：优秀、良好、中等、及格、不及格评定方法,答辩20% 图纸25% 说明书45% 平时10%
附 汽液平衡数据表2 甲醇-水溶液汽液相平衡数据（表中液相组成x与汽相组成y均为摩尔分数）
题目1 聚氯乙烯干燥器设计任务书一、设计名称
10万吨/年聚氯乙烯干燥器设计二、设计条件
1 物料进口湿含量 14%（湿度）
2 物料出口湿含量 1%(湿基)
3 临界湿含量0.015(干基)
4 平衡湿含量 0
5 绝干物料热容 Cs=0.25cal/kg.℃
6 干空气进口温度 t=40℃
7 气体出口温度 自定
8 物料软化温度 t=75~80℃
9 空气相对湿度 77%
10 颗粒平均粒径 200μm
11 物料进口温度 t=40℃
三、设计任务根据设计条件对PVC干燥器选择进行评价，对干燥器进行工艺计算（物料衡算和热量衡算），结构计算（直径、管长等），然后对附属设备进行选型计算，绘制出干燥系统图及换热器总装图。
四、设计说明书内容
1 目录
2 概述（干燥基本原理）
3 工艺计算（包括对所选干燥器评价）
4 结构计算
5 附属装置评价
6 参考文献
7 对设计自我评价五、设计进度
1 设计动员，下达设计任务书 0.5天
2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天
3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿）5~6天
4 绘图3~4天
5 整理，抄写说明书 2天
6 设计小结及答辩 2天六、设计成绩评分体系成绩分为五档：优秀、良好、中等、及格、不及格评定方法,答辩20% 图纸25% 说明书45% 平时10%
题目1 聚氯乙烯干燥器指导书一、设计目的化工原理课程设计是结束理论教学之后的一次实践教学环节，通过课程设计加深学生对基本原理、基本计算的认识与理解，这是理论教学所必须的完成与补充。除此之外，课程设计通过查阅工程手册、资料，得到一次工程实践的机会，逐渐培养工程观点与工程意识。另外，通过计算和绘图是对前修课程的一次复习，对未来工程工作的一次演习，具体而言，学生应理解干燥单元操作的基本原理，物料衡算，热量衡算等基本计算，通过查阅“化学工程手册”16篇20篇等干燥方面手册得到工程观点，工程意识的培养。
二、设计指导思想设计方案及设备选择应从工厂实用需要出发，既考虑合理性，先进性，又要考虑实用性，经济性，特别强调要尊重工程技术人员及工人长期科学实践所积累的经验方法，但又要不犯经验主义，要注意尽可能利用人类的思维成果。具体而言，原则上气流干燥器可以用流化床代替，但实际上流化床干燥器比气流干燥器复杂，难以操作，且价格又贵，因此气流干燥器应利用便宜这个优势，从利用高温热源提高传热效率看，气流干燥速度高，更为有利。但从水分去掉程度看，沸腾床（即流化床）又较少有利。
三、设计要求要求学生独立完成设计，要求在设计中对方案不只一种而是两种以上进行比较，计算书要符合格式而且公式要有引处说明。对自己设计感受应附在计算书后，工艺流程图、总装图应符合化工工艺图及机械图要求。
四、设计课题工作背景
PVC物料干燥要求是比较严格的，如果含水率高于1‰。其产品会产生气泡，在工程上多采用气流干燥与流化干燥串联使用，并有资料说明已得到应用。
五、参考文献
1,南京化工学院,气流干燥器及流化床干燥器设计,南京化工学院(内部)
2,黄建华等,气流干燥器设计,武汉化工学院,1994(内部)
3,化学工程手册编辑委员会,化学工程手册 16篇 20篇
4,化工设备设计全书编辑委员会.干燥设备设计,上海：上海科学技术出版社
5,干燥技术进展,科学教育出版社
6,石光原,周积义,彭福荫,机械制图,北京：高等教育出版社
7,谭天恩等,化工原理(上、下册),北京：化学工业出版社.
六、设计思考题
1,对进入干燥器空气状态，一年之中变化很大，那么应当取什么季节的状态为计算时使用状态？
2,计算换热器时，空气年平均温度是15℃,而夏天温度为40℃,计算换热器热负荷时，应取什么温度？
3,当水份含量为结合水分，要去掉所有自由水份，应当单独使用气流干燥器还是流化床干燥器，为什么？
4,从环境保护要求，一般旋风除尘器能否满足要求？如果不能，采用什么措施？
5,气流干燥器能否按理论干燥器考虑？能否实行？按理论干燥器计算是否需要检验？如何检验？
七、部分设计问题引导在计算换热器时一般有两种方法，一是选择一台换热器，另一方面自行设计一台换热器，前者由估算换热面积在明细表上选择一台换热器，然后算出传热系数，算出计算面积，按设备用量即实际面积/计算面积≤120%,并校核管内流速在许可范围内，而当选择换热器不满足需要，也可仔细进行设计，此时对管管长，管径，管布置，程数等都应加以考虑，最后仍以上述备用量为合格指标。
旋风除尘器在设计时其进口速度应校核，因为进口速度小分离效率会降低，而且选用多台换热器时其台数及管道设计应保持阻力相等，否则运行状况会恶化。
八、设计答辩指导设计答辩在课堂设计全部工作完成且得到指导教师同意后方可进行，学生应将设计计算书仔细阅读，熟悉设计步骤，对设计思路要清晰，设计方案对比结果及结论应有根据，公式书写应正确而且要有引处，设计方法及设计结果应有自己的评价及见解，对设计中尚待研究和改进的不足之处，应实事求是交待，对答辩老师提问应记下，了解问题的实际后进行回答，对学术问题坚持服从真理，实事求是的态度，不应敷衍马虎过去。
题目2 卧式多室流化床干燥装置设计指导书一、设计目的通过对化肥产品干燥装置的流化床干燥器的设计，达到让学生了解干燥器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据干燥、传热、机械分离、流体输送的基本原理，选择流程，确定干燥器的基本尺寸及结构设计，以及辅助设备的选型计算。
总之，通过设计使学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的主要程序和方法，培养学生融会所学知识、独立地分析和解决工程实际问题的能力。
二、设计指导思想
1．结构设计应满足工艺要求
2．结果简单合理、操作调节方便、运行安全可靠
3．设计要符合现行国家标准
4．安装、维修方便三、设计要求
1,计算正确，分析论证充分准确。
2,条理清晰，语言精练，字迹工整。
3,图表清晰、规范。
4,独立完成。
四、设计课题工程背景在化肥工业生产过程中，常常需要将各种化肥产品进行干燥。本设计以某厂干燥化肥产品为例，让学生了解流化床干燥器的设计过程。
五、参考文献
1．,化工原理（上、下）》，谭天恩等（1990年），化学工业出版社
2．,化工过程及设备设计》，华南工学院出版社（1986年）
3．,化工原理课程设计》，天津科学技术出版社（1994年）
4．,化学工程手册（第16篇），干燥》，化学工业出版社
5．,机械产品目录（4）》，机械工业出版社（1991年）
6．,干燥设备设计》，化工设备设计全书编辑委员会编（1986年）
7．,化工基本过程及设备设计教科书》，化学工业出版社（1991年）
8．,化工设备图册（5）》，上海化学工业设计院（1976年）
六、设计思考题
1,何谓流化态现象?
2,流化床干燥器的主要优缺点是什么?
3,流化床干燥器的结构型式有那些?
4,说明流化床干燥装置的设计步骤。
5,干燥介质参数按照什么原则确定？
6,系统中风机的安装方式有那几种？各自有何特点？
7,气固分离器的型式有那几种？选型的原则是什么？
七、部分设计问题的引导
1,流化床干燥器基本型式的选择
2,干燥流程的选择
3,干燥条件的确定原则
4,干燥介质进出干燥器温度的确定
5,物料出口温度的确定
6,床层面积及高度的确定
7,附属设备的选型八、设计答辩指导
1,干燥器设计计算可参阅干燥设备设计及化学工程手册等书籍。
2,风机及气固分离设备选型可参阅气力输送等书籍。
3,绘图可找制图老师了解，并参阅机械制图、化工制图及制图标准等书籍。
