化工設(shè)計(jì)概論

前言

在20世紀(jì)90年代以前，我國(guó)高等教育是“精英教育”，隨著高校的擴(kuò)招，我國(guó)高等教育逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娀逃??！笆晃濉睍r(shí)期，我國(guó)高等教育的毛人學(xué)率將達(dá)到259／6左右，如果大學(xué)的人才培養(yǎng)仍然按照“精英教育”模式進(jìn)行，其結(jié)果：一是有些不擅長(zhǎng)于邏輯思維的學(xué)生學(xué)不到感興趣的知識(shí)而造成教育資源浪費(fèi)；二是培養(yǎng)了遠(yuǎn)大于社會(huì)需要的眾多的研究型人才，導(dǎo)致培養(yǎng)出的人才不能滿足社會(huì)的需要。要解決這一問(wèn)題，高等教育模式必須進(jìn)行改革。社會(huì)更需要的是應(yīng)用型教育，經(jīng)濟(jì)建設(shè)更需要的是應(yīng)用型人才。因此，應(yīng)用型本科教育是高等教育由“精英教育”向“大眾化教育”轉(zhuǎn)變的必由之路。應(yīng)用型本科教育的特點(diǎn)在于應(yīng)用，在人才培養(yǎng)過(guò)程中傳授知識(shí)的目的是應(yīng)用而不是知識(shí)本身。這就需要應(yīng)用型本科教育更加注重實(shí)際工作能力的培養(yǎng)，使學(xué)生的潛能得到極大發(fā)揮，滿足職業(yè)崗位需要。在21世紀(jì)，作為關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工程學(xué)科之一，化學(xué)工程與工藝專業(yè)的教育觀念也急需根據(jù)學(xué)科的發(fā)展和社會(huì)對(duì)應(yīng)用型本科人才的需要進(jìn)行轉(zhuǎn)變：1．從狹窄的專業(yè)工程教育觀念轉(zhuǎn)向“大工程”教育觀念，樹立“大工程教育觀”（大工程觀是指以整合的、系統(tǒng)的、再循環(huán)的視角看待大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的思想）；2．從繼承性教育觀念轉(zhuǎn)向創(chuàng)新性教育觀念，樹立“創(chuàng)新性工程教育觀”；3．從知識(shí)傳授型教育觀念轉(zhuǎn)向素質(zhì)教育觀念，樹立“工程素質(zhì)教育觀”；4．從注重共性的教育觀念轉(zhuǎn)向特色教育觀念，樹立“多元化工程教育觀”；5．從本土教育觀念轉(zhuǎn)向國(guó)際化教育觀念，樹立“國(guó)際化工程教育觀”。教育模式和教育觀念的轉(zhuǎn)變和改革，最終都要落實(shí)在教學(xué)內(nèi)容的改革上。因此，教育部高等學(xué)?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)和化學(xué)工業(yè)出版社組織編寫和出版了這套適合應(yīng)用型本科教育、突出工程特色的新型教材。希望本套教材的出版能夠?yàn)榕囵B(yǎng)理論基礎(chǔ)扎實(shí)、專業(yè)口徑寬、工程能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新能力強(qiáng)的化工應(yīng)用型人才提供教學(xué)支持。

內(nèi)容概要

本書為教育部高等學(xué)?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)推薦教材，詳細(xì)介紹了化工設(shè)計(jì)的基本程序、內(nèi)容、方法和步驟及工藝設(shè)計(jì)圖紙的繪制方法、規(guī)范、內(nèi)容和技巧。全書共分11章，主要包括：化工設(shè)計(jì)程序和內(nèi)容、工藝流程設(shè)計(jì)、物料衡算與能量衡算、設(shè)備的工藝計(jì)算與選型、車間布置設(shè)計(jì)、管道設(shè)計(jì)與布置、向非工藝專業(yè)提供的設(shè)計(jì)條件、設(shè)計(jì)概算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)、設(shè)計(jì)文件的編制、工廠選址及總布置設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助化工設(shè)計(jì)。本書中所引用的代、符號(hào)及圖紙主要選自國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?！　”緯怨に囋O(shè)計(jì)為主線，層次脈絡(luò)清晰，密切聯(lián)系化工設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，內(nèi)容具有很好的系統(tǒng)性、科學(xué)性、實(shí)用性。本書可作為高?；瘜W(xué)工程與工藝、制藥工程、輕化工等專業(yè)的教材，也可作為化工企業(yè)職工繼續(xù)教育指導(dǎo)書及工程技術(shù)人員用書。

書籍目錄

緒論　　0.1 化工設(shè)計(jì)的概念及意義　　0.2 化工設(shè)計(jì)類型及內(nèi)容　　0.3 化工設(shè)計(jì)的特點(diǎn)　　0.4 化工設(shè)計(jì)總原則　　0.5 學(xué)習(xí)本課程的意義　　思考與練習(xí)題第1章 化工設(shè)計(jì)程序和內(nèi)容　1.1 設(shè)計(jì)前期工作步驟與內(nèi)容　　1.1.1 國(guó)外作法　　1.1.2 國(guó)內(nèi)作法　1.2 初步設(shè)計(jì)階段工作內(nèi)容與程序　　1.2.1 初步設(shè)計(jì)階段的目的　　1.2.2 初步設(shè)計(jì)階段的任務(wù)　　1.2.3 初步設(shè)計(jì)階段的內(nèi)容深度　　1.2.4 初步設(shè)計(jì)的工作程序　1.3 施工圖設(shè)計(jì)階段工作內(nèi)容與程序　　1.3.1 施工圖設(shè)計(jì)階段的目的　　1.3.2 施工圖設(shè)計(jì)階段的基本要求　　1.3.3 施工圖設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)內(nèi)容　　1.3.4 施工圖設(shè)計(jì)階段的工作程序　　1.3.5 施工圖設(shè)計(jì)的深度　1.4 車間工藝設(shè)計(jì)　　1.4.1 生產(chǎn)方法的選擇　　1.4.2 工藝流程設(shè)計(jì)　　1.4.3 工藝計(jì)算　　1.4.4 車間布置設(shè)計(jì)　　1.4.5 管道設(shè)計(jì)　　1.4.6 提供設(shè)計(jì)條件　　1.4.7 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書　　1.4.8 概（預(yù)）算書的編制　思考與練習(xí)題第2章 工藝流程設(shè)計(jì)　2.1 工藝路線選擇　　2.1.1 選擇原則　　2.1.2 工作步驟　2.2 工藝流程的設(shè)計(jì)　　2.2.1 工藝流程設(shè)計(jì)的原則　　2.2.2 工藝流程設(shè)計(jì)中應(yīng)解決的問(wèn)題　　2.2.3 工藝流程設(shè)計(jì)的步驟　2.3 工藝流程圖的繪制　　2.3.1 方框流程圖和工藝流程草（簡(jiǎn)）圖　　2.3.2 工藝物料流程圖　　2.3.3 管道及儀表流程圖　2.4 典型設(shè)備的控制方案　　2.4.1 泵的流量控制方案　　2.4.2 換熱器的溫度控制方案　　2.4.3 精餾塔的控制方案　思考與練習(xí)題第3章 物料衡算與能量衡算　3.1 物料衡算　　3.1.1 物料衡算的概念及分類　　3.1.2 物料平衡方程　　3.1.3 物料衡算的基本步驟　　3.1.4 計(jì)算舉例　3.2 能量衡算　　3.2.1 能量衡算的目的　　3.2.2 能量衡算可以解決的問(wèn)題　　3.2.3 能量平衡方程　　3.2.4 熱量衡算　　3.2.5 計(jì)算舉例　思考與練習(xí)題第4章 設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)與選型　4.1 設(shè)備工藝設(shè)計(jì)與選型原則及方法　　4.1.1 設(shè)備工藝設(shè)計(jì)與選型原則　　4.1.2 設(shè)備工藝設(shè)計(jì)的主要工作和方法　4.2 化工設(shè)備的材料和選材原則　　4.2.1 化工設(shè)備使用材料分類概況　　4.2.2 材料選用的一般原則　4.3 泵的設(shè)計(jì)與選型　　4.3.1 泵的類型和特點(diǎn)　　4.3.2 選泵的原則　　4.3.3 選泵的工作方法和基本程序　4.4 氣體輸送、壓縮設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型　4.5 換熱器的設(shè)計(jì)與選型　　4.5.1 換熱器的分類　　4.5.2 換熱器設(shè)計(jì)的一般原則　　4.5.3 管殼式換熱器的設(shè)計(jì)及選用程序　4.6 貯罐容器的設(shè)計(jì)與選型　　4.6.1 貯罐的類型　　4.6.2 貯罐系列　　4.6.3 貯罐設(shè)計(jì)的一般程序　4.7 塔設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型　　4.7.1 板式塔　　4.7.2 填料塔　4.8 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與選型　　4.8.1 反應(yīng)器分類與選型　　4.8.2 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)　　4.8.3 釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)　4.9 液固分離設(shè)備的選型　　4.9.1 離心機(jī)　　4.9.2 過(guò)濾機(jī)　　4.9.3 離心機(jī)的選型　　4.9.4 過(guò)濾機(jī)的選型　4.10 干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型　　4.10.1 常用干燥器　　4.10.2 干燥設(shè)備的選型原則　4.11 其他設(shè)備和機(jī)械的選型　　4.11.1 起重機(jī)械　　4.11.2 運(yùn)輸機(jī)械　　4.11.3 加料和計(jì)量裝置　4.12 匯編設(shè)備一覽表　思考與練習(xí)題第5章 車間布置設(shè)計(jì)第6章 管道設(shè)計(jì)與布置第7章 向非工藝專業(yè)提供的設(shè)計(jì)條件第8章 設(shè)計(jì)概算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)第9章 設(shè)計(jì)文件的編制第10章 工廠選址及總布置設(shè)計(jì)第11章 計(jì)算機(jī)輔助化工設(shè)計(jì)附錄主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第2章 工藝流程設(shè)計(jì)工藝流程設(shè)計(jì)和車間布置設(shè)計(jì)（包括設(shè)備布置和管道布置）是車間工藝設(shè)計(jì)的兩個(gè)重要內(nèi)容，它們是決定車間（裝置）基本面貌的關(guān)鍵性步驟，對(duì)設(shè)備和管道設(shè)計(jì)等單項(xiàng)設(shè)計(jì)也起著決定性的作用。工藝流程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)有兩個(gè)：①確定生產(chǎn)流程中各個(gè)過(guò)程的具體內(nèi)容、順序和組織方式、操作條件、控制方案，確定“三廢”治理方案，確定安全生產(chǎn)措施，達(dá)到加工原料以制得所需產(chǎn)品的目的；②在工藝流程設(shè)計(jì)的不同階段，繪制不同的工藝流程圖。工藝流程要求以圖解的形式表示出在化工生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)原料經(jīng)過(guò)各個(gè)單元操作過(guò)程制得產(chǎn)品時(shí)，物料和能量發(fā)生的變化及其流向，以及采用了哪些化工過(guò)程和設(shè)備（包括化學(xué)過(guò)程和物理一化學(xué)過(guò)程及設(shè)備），再進(jìn)一步通過(guò)圖解形式表示出化工流程和計(jì)量控制流程，即管道及儀表流程圖。為完成上述任務(wù)，在正式開始工藝流程設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行工藝路線論證，當(dāng)工藝路線和產(chǎn)品規(guī)模確定之后，即可開始設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程草圖，并且隨著設(shè)計(jì)工作的深入，物料計(jì)算、能量計(jì)算、設(shè)備工藝計(jì)算的逐步展開，工藝流程草圖也要由淺入深地不斷修改、完善。工藝專業(yè)人員根據(jù)工藝流程草圖及物料衡算計(jì)算結(jié)果，繪制物料流程圖，最后工藝系統(tǒng)專業(yè)人員根據(jù)工藝流程圖（PFD）、工藝控制圖（PCD）、物料平衡表及工藝操作要求、說(shuō)明等資料繪制并完成管道及儀表流程圖（PID），該圖是設(shè)計(jì)專業(yè)人員進(jìn)行管道設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。正因?yàn)樯a(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)過(guò)程非常復(fù)雜，在各個(gè)方面相互聯(lián)系，因此它不可能一次設(shè)計(jì)好，而是最先設(shè)計(jì)，幾乎最后完成；同時(shí)需要由淺入深，由定性到定量，分成幾個(gè)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后才能完成。

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