2016级环境工程硕士课程论文
论文题目：分子筛吸附剂的设计、吸附原理和应用课程：吸附科学原理和应用
专业：环境工程
学号：9
：徐俊
分子筛吸附剂的设计、吸附原理和应用
徐俊
（大学化学化工学院, 475004）
摘要：近年来，随着人们对分子筛吸附剂吸附原理和设计的进一步的研究，分子筛吸附剂越来越受到人们的重视。分子筛吸附剂因其独特的晶体结构、高的表面积、吸附性和催化性等优异性能，被广泛应用于石油化工、环境保护、新材料、生物医药等诸多领域，也因此分子筛吸附剂的应用有着巨大的经济效益和重要的应用价值。
关键字：分子筛吸附剂；吸附；应用
Molecular sieve adsorbent design, adsorption principle
and application
XU Jun
(College of Chemistry and Chemical Engineering, Henan University, Kaifeng 475004) Abstract: In recent years, with the further research of molecular sieve adsorbent's adsorption principle and design, molecular sieve adsorbent has attracted more and more attention. Molecular sieves are widely used in the region of etrochemical industry, environmental protection, new materials and biomedicine due to their unique crystal structure, high surface area, adsorption, catalytic and other excellent performances. The use of adsorption separation has enormous economic and great value.
Keywords: zeolite adsorbent; adsorption; application
引言
分子筛是一类具有特殊结构的多孔介质，由系列不同规则的孔道或笼构成，是硅铝酸盐的晶体[1]。常见的不同型号分子筛有：A型、X型等[2,3]。经高温活化沸石失结晶水后，晶体形成许多孔穴，其孔径大小与气体分子直径相近，且非常均匀，依据晶体部孔穴大小吸附或排斥不同的物质分子，同时根据不同物质分子极性或可极化度而决定吸附的次序，达到分离的效果[4]。分子筛的孔径分布是非常均一的，结构和组成变化明显，具有良好的热稳定性、水热稳定性、较好的化学稳定性等性能[5]。沸石分子筛较大的表面积、孔体积以及较强的静电场决定了
它对吸附质尤其是对极性分子，在低分压或低浓度及较高温度的吸附情况下仍能保持较高的吸附容量。正是由于分子筛具有比其他类型吸附剂更具有独特的优越性，所以分子筛吸附剂在化工领域、环境保护、干燥净化、石油炼制等领域得到了十分广泛的应用。
1 分子筛吸附原理
分子筛吸附是一种物理现象。分子筛孔隙率非常高，表面积很大，空穴占体积的50%左右[6]。分子筛吸附剂吸附性能的决定因素是其本身的结构，此外不同硅铝比、不同平离子、不同孔和孔道结构以及分子筛的成型、活化等都会影响分子筛吸附剂的吸附性能[7,8]。其吸附作用主要表现在两点：按分子的几何尺寸、形状选择吸附和按分子的极性、不饱和度及极化率选择吸附。
1.1 按分子的几何尺寸、形状选择吸附
分子筛具有蜂窝状结构，晶穴体积可占沸石晶体体积的以上，空腔直径一般在0.6~1.5nm之间，孔径约在0.3~1nm之间，而且晶体中孔道均匀排列，孔径大小均匀，分子筛规整的骨架结构赋予了其择形选择吸附的能力[9]。
1.2 按分子的极性、不饱和度及极化率选择吸附
虽然临界直径比分子筛孔径小的吸附质分子都可以进入分子筛的孔道，但是由于吸附质分子的极性、不饱和度、极化率不同，它们与分子筛的作用强度以及在分子筛的扩散速度都有所差异。这是因为由骨架外阳离子和带负电荷的硅铝氧骨架所构成的沸石分子筛本身是一种极性物质，部有较强的静电场。所以极性越强或越易极化的分子，也就越易被吸附[10]。
2 分子筛吸附剂的设计
虽然分子筛材料具有微观尺度上的高度有序孔道结构、比表面积大、孔径分布单一且可控制、骨架结构和性质可调等优点，但是全硅型的分子筛材料存在离子交换能力小，骨架中晶格缺陷少，自身无催化活性中心，化学活性弱等一些不足，因此在作为传感器、催化剂及吸附剂的主体材料时有很大的应用限制[11]。所以人们针对其缺点以及使用目的不同对其进行改性设计，使它带有特定的官能团，进而能更加广泛的应用于多种领域。近年来对介孔分子筛材料进行化学改性的研究已引起了人们的普遍关注。
研究表明，介孔分子筛孔道均匀有序排列、孔道表面优异的特性，这为介孔
分子筛表面改性提供了可能。为了改善介孔分子筛的性能，目前常用的介孔分子筛改性方法有调节表面活性剂碳链长度、添加增孔剂、使用新型模板剂或双模板剂、引入杂原子进入分子筛骨架结构、离子交换法在孔道表面引入无机物、孔道表面有机修饰或功能化、负载活性组分等[12]。改性后的介孔分子筛仍然有着极丰富的比表面积，而且孔结构和稳定性仍能保持完好，实现了材料性能的有效调控，为环境保护型吸附材料的合成、新型催化材料和生物医用材料的开发应用提供了新的方向和很好的条件[13]，因此具有重大的科学研究意义和应用价值。
3 分子筛吸附剂的应用研究
有序介孔材料一诞生就在化学、材料学与生物医药学界得到高度重视，并迅速发展为跨学科的研究热点。虽然有序介孔材料目前还未能获得大规模的工业化应用，但它拥有合适的孔径大小，孔道排列有序，孔径大小可调节，比表面积大的优点，使得其在化学工业、环境保护、生物技术等领域具有重要的应用意义。
3.1 在化工领域方面的应用
分子筛可作为催化剂以处理较大的分子或基团，或者催化有大分子参加的反应。用叔丁基过氧化氢可氧化α-松油醇和降冰片[14]。当然，作为载体可以负载过渡金属有机化合物、金属和金属氧化物、杂多酸、有机碱、金属络合物、纳米粒子或者金属铜聚合物等。分子筛由于其孔径较大还可用于高分子合成领域，将共扼高分子，如聚毗咯和热解聚丙烯睛在分子筛介孔中进行组装已取得成功。还
有变压吸附（PSA-H
2）氢气纯化工艺，工业气体和空气分离O
2
、N
2
、H
2
和CO等高
纯度工业气体的生产工艺有许多，分子筛以其具有的高吸附选择性和高吸附容量的特性在这些化工生产工艺中起着关键作用[15]。
3.2 在环境保护领域的应用
介孔分子筛在降解有机污染物、水质净化和汽车尾气处理等方面有着广阔的应用前景。比如在有机污染物降解方面，分子筛具有大量的孔道和空穴，比表面积较大介孔比具有更高的光催化活性，其介孔结构的高比表面积提高了材料与有机物分子的接触，增加了表面的羟基自由基，而羟基自由基正是降解有机物的强氧化剂，可以把许多难降解有机物氧化为和水[16]。此外，通过一步合成或有机官能团后嫁接，制备得到的有机-无机复合介孔材料对多种重金属离子具有很好的吸附性能。此外利用介孔材料极大的比表面积和嫁接的有机官能团的络合作用，
可有效吸附废水中的重金属离子。研究表明，经过氨基改性的有机-无机复合材料对多种重金属离子（Cd2+、Cr6+、Pd2+、Hg2+、Zn2+、Cu2+等）都具有高效而广泛的吸附能力[17]，而通过硫醚有机官能团改性的介孔材料则对Hg2+表现出极高容量的选择性吸附性能[18]。
3.3 在冷冻、干燥方面的应用
高干燥容量的分子筛干燥剂与制冷剂和润滑剂相互兼容可有效防止设备故障。一些系列的分子筛干燥剂还具有的高机械强度和颗粒完整度，可防止干燥剂颗粒破碎和磨损，特别在振动剧烈的汽车空调系统中这一点尤为重要。这些特性保证了分子筛干燥剂在经济性和操作的可靠性方面的优势[19]。
3.4 在石油炼制方面的应用
烷基化原料的干燥—分子筛有助于降低酸消耗，减少再生器的使用和侵蚀，并带来烷基化质量总体水平的提高[20]。炼厂氢的干燥和净化，防止下游设备的腐蚀，滤除从催化剂中再生出来的氯。炼厂气的干燥—分子筛用于防止重整气体在深冷加工时发生管线冻堵。炼厂产品的干燥净化—分子筛用于液化石油气（LPG）的干燥和脱硫，以及石脑油和煤油的干燥。
3.5 在干燥净化领域方面的应用
分子筛吸附可以有效地避免分离时所产生共吸附现象，提高分离。可以在同一系统中同时完成干燥和物质的纯化。在较高的温度条件下，同样具有一定的吸附容量。分子筛系统较其他干燥和分离装置，设备投资低，运转成本低。分子筛用于吸附脱水，分子筛对水有较强的亲和力，结构中有大量均匀的几何网状型空穴，这些空穴只允许直径比孔径小的分子进入，起到了筛分分子的选择吸附作用[21]。常用分子筛孔径规格有0.3、0.4、0.5nm，水分子直径为0.27~0.32nm，因此分子筛在吸附脱水方面表现出了较高的选择性。分子筛在吸附脱水方面表现出较高的选择性[22]。分子筛能将混合物中各组分高效分离，分子筛能脱除气体或液体中百分之几乃至痕量的水分。分子筛脱水的工作压力可以在任意压力，工作温度可以从液氮温度至摄氏数百度，而且操作简单、成本低，能脱附再生循环使用。因此，分子筛脱水广泛用于从天然气分离回收液态轻质烃以合成气合成低碳混合醇、有机溶剂脱水干燥以及变压吸附中气体干燥等化工操作。
4 总结
分子筛种类丰富，分子筛因其有非常高的表面积和吸附容量、吸附性质可从亲水性到疏水性、酸性或其它活性中心能被控制、强度和浓度能被调整、孔道规则且孔径大小正好在多数分子的尺寸围、阳离子的可交换性、等特点,给吸附分离技术开发带来许多可供选择的空间。吸附过程是一个非常复杂过程，吸附材料性能具有决定性的作用。分子筛吸附机理较复杂分子筛独特的孔结构和孔环境对吸附性能均具有显著的影响，许多吸附过程都是二者作用叠加的结果，因此一方面对于加强研究分子筛吸附机理，为工业应用和选择提供理论支持有很大帮助。另一方面加强分子筛结构和组成的定制研究工作开发成本低廉和工艺简单的新型分子筛材料合成技术仍然是重要的研究方向。
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一、设计任务书 (一)设计题目 试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为1000 m3/h，其中含氨气为8％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.02％（体积分数），采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。（20℃氨在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/（m3.kPa） (二)操作条件 1.操作压力为常压，操作温度20℃. 2.填料类型选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。 3.工作日取每年300天，每天24小时连续进行。 (三)设计内容 1.吸收塔的物料衡算； 2.吸收塔的工艺尺寸计算； 3.填料层压降的计算； 4.吸收塔接管尺寸计算； 5.吸收塔设计条件图； 6.对设计过程的评述和有关问题的讨论。 二、设计方案 (一)流程图及流程说明 该填料塔中，氨气和空气混合后，经由填料塔的下侧进入填料塔中，与从填料塔顶流下的清水逆流接触，在填料的作用下进行吸收。经吸收后的混合气体由塔顶排除，吸收了氨气的水由填料塔的下端流出。 (二)填料及吸收剂的选择 该过程处理量不大，所用的塔直径不会太大，可选用25×12.5×1.4聚丙烯阶梯环塔填料，其主要性能参数如下： 比表面积a t ：2233 2/m m空隙率ε：0.90 湿填料因子Φ：1 172m-填料常数 A:0.204 K：1.75
见下图： 根据所要处理的混合气体，可采用水为吸收剂，其廉价易得，物理化学性能稳定，选择性好，符合吸收过程对吸收剂的基本要求。 三、工艺计算 (一)基础物性数据 1.液相物性数据 3998.2(/)L kg m ρ= 6100410() 3.6(/)L Pa s kg m h μ-=??= 272.6(d y n /c ) 940896(/)L m k g h σ== 931.7610(/)L D m s -=? 2. 气相物性数据 混合气体平均密度：31.166(/)v kg m ρ= c σ=427680(2/kg h ) 空气黏度：51.8110()0.065(/)v Pa s kg m h μ-=??= 273K ，101.3Kpa.氨气在空气中扩散系数：200.17(/)D m s = (二)物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成 20℃，101.3Kpa 下氨气在水中的溶解度系数 30.725/H kmol m kpa = 998.20.7540.72518101.3s S E m P HM P ρ====?? 进塔气相摩尔比： 10.080.087010.08 Y = =- 出塔气相摩尔比：20.00020.00020010.0002Y ==- 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成：20X =
版式设计在室内设计中的应用 版式设计是现代艺术中一种重要的艺术表现形式，版式设计作为版式艺术中的基础理论已经渗入室内设计之中，成为现代室内设计的重要特征。研究版式设计理论与室内设计，挖掘版式设计理论丰富室内空间的方法，从版式设计的美学角度去理解分析其的理论有利于室内的设计及组织，提出借鉴和吸收版式设计艺术的精髓，以期版式设计艺术在室内设计中得到更好更充分的应用。 版式设计是现代设计艺术的重要组成部分，是视觉传达的重要手段，表面上看，它是一种关于编排的学问；实际上，它不仅是一种技能，更实现了技术与艺术高度统一。版式设计可以说是现代设计者所必备的基本功之一。版面的装饰因素是由文字、图形、色彩等通过点、线、面的组合与排列构成的，并采用夸张、比喻、象征的手法来体现视觉效果，既美化了版面，又提高了传达信息的功能。装饰是运用审美特征构造出来的。不同类型的版面的信息，具有不同方式的装饰形式，它不仅起着排除其他、突出版面信息的作用，而且又能使读者从中获得美的享受。 一、版式设计与室内设计 版式设计是以轮廓塑形象，将不同的基本形按照一定的规则在平面上组合排列成图案。其重点研究形在二维虚拟空间上的组织方式及其视觉效果，运用点、线、面和律动组成结构严谨，富有极强的抽象性和形式感的一种构图；其构成形式主要有重复、近似、渐变、变异、对比、集结、发射、特异、肌理等，按构成的技巧和表现方法加以组织，进行形式美的创造。版式设计作为基础理论可以作为设计的方法，也可以直接应用到室内设计中的平面布置和界面设计中。而从构成基础的角度来看，版式设计甚至还可以延伸到室内设计中的立体空间中。 室内设计就是在一定的地域空间范围内，运用室内艺术和工程技术手段，通过改造墙体（或进一步地形），摆放花草、装饰物，营造空间和布置功能等途径创作而建成的美的环境和生活的过程。室内设计的最终目的是要创造出景环境舒
分子筛制氧机设计原理 赵鑫
1.概述 分子筛式制氧机是指以变压吸附(PSA) 技术为基础，从空气 中提取氧气的新型设备。其利用分子筛物理吸附和解吸技术 在制氧机内装填分子筛，在加压时可将空气中氮气吸附，剩 余的未被吸收的氧气被收集起来，经过净化处理后即成为高 纯度的氧气。具体工作过程为压缩空气经空气纯化干燥机净 化后，通过切换阀进入吸附塔。在吸附塔内，氮气被分子筛 吸附，氧气在吸附塔顶部被聚积后进入氧气储罐，再经除异 味、除尘过滤器和除菌过滤器过滤即获得合格的医用氧气。 2.制氧原理 2.1.吸附剂氧分子筛 分子筛是一种晶状铝硅酸盐，其原子按 一定的形状排列，基本结构单元是四个 氧阴离子围绕一个较小的硅或铝离子而 形成的四面体。钠离子或其它阳离子的 作用是补充铝氧四面体正电荷的不足。 四个氧阴离子的每一个，又都分被另一 个铝氧或硅氧四面体共用，使晶格作三 维延伸。晶格中暴露的阳离子使分子筛 具有更强的吸附能力，这些阳离子起着局部强正电荷格点的作用，对极性分子的阴端进行静电吸引，分子的偶极矩越大，被吸引和吸附得越牢。在阳离子上的局部强正电荷的影响下，分子会受到电磁感应而产生偶矩。氧和氮都具有四极矩,但氮的四极矩（0.3?）比氧（0.1?）比大得多。因此，氮原子与阳离子之间的作用力较强，而被优先吸附。当有压力时，分子筛会吸附较多的氮原子；当减压时，分子筛会将吸附的氮原子释放出来（称为解吸）。 家庭制氧用分子筛一般用13X（NaX）型和5A（CaA）型。13X的氧气吸收率为47%，5A的氧气吸收率为54%。还有更高吸收率的CaX型（71%）、LiX型（82%），但成本太高。
目录 一清水吸收填料塔的设计 (3) 1概述 (3) 2设计方案的确定 (3) 2.1设备方案 (3) 2.2 流程方案 (3) 2.3 吸收剂的选择 (4) 2.4填料的选择 (4) 二工艺计算 (5) 2．1平衡关系的确定 (5) 2.2吸收剂用量及操作线的确定 (7) （1）吸收剂用量的确定 (7) （2）操作线方程的确定 (9) 2.3物性参数 (9) 2.4 塔径的计算 (12) 2.5核算 (15) 喷淋密度的核算 (15) 2.7 填料层的高度 (16) 2.7.1传质系数的计算 (17) 2.7.2 填料层高度 (19) 三结果评价 (19) 学习心得 (22) 参考文献 (23)
前言 根据混合气体中个组分在某溶液溶剂中的溶解度不同而将气体混合物分离的操作称为气体吸收，而吸收又是塔设备中的单元操作，属于气液传质过程。 化工生产中有些气体直接排出会造成大气的污染或者原料的浪费，为此出于对环境的保护和经济性两方面的考虑，在很多场合需要对混合气体的吸收处理。本说明书介绍的是清水吸收混合气中氨的原理，操作过程。主要介绍了填料塔的设计、填料层的高度。 填料塔是气液呈连续接触的气液传质设备，它的结构和安装比板式塔简单。塔的底部都有支撑板用来支撑填料，并允许气液通过。支撑板上的填料有整齐和乱堆两种方式。填料层的上方有液体分布装置，从而使液体均匀喷洒于填料层上。 在塔的设计中，填料的选择至关重要，它关系到塔的高度，整个操作的费用的高低、经济效益等。 在一个吸收的单元操作中应该充分考虑填料、塔高等方面的选择与计算，这才能使塔的效率最高，收益最大。 关键词：吸收、塔、填料 一、清水吸收填料吸收塔的设计拟定 1．概述
《化工原理》课程设计说明书 设计题目 学生姓名 指导老师 学院 专业班级 完成时间
目录 1.设计任务书……………………………………………（） 2.设计方案的确定与工艺流程的说明…………………（） 3.精馏塔的物料衡算……………………………………（） 4.塔板数的确定………………………………………（） 5.精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算………（） 6.精馏段的汽液负荷计算………………………………（） 7.精馏段塔体主要工艺尺寸的计算…………………（） 8.精馏段塔板主要工艺尺寸的计算…………………………（） 9.精馏段塔高的计算…………………………………（） 10.精馏段塔板的流体力学验算…………………………（） 11.精馏段塔板的汽液负荷性能图………………………（） 12.精馏段计算结果汇总………………………………（） 13.设计评述……………………………………………（） 14.参考文献………………………………………………（） 15.附件……………………………………………………（） 附件1：附图1精馏工艺流程图………………………（） 附件2：附图2降液管参数图……………………………（）附件3：附图3塔板布孔图………………………………（）
板式塔设计简易步骤 一、 设计方案的确定及工艺流程的说明 对塔型板型、工艺流程、加料状态、塔顶蒸汽冷凝方式、塔釜加热方式等进行说明，并 绘制工艺流程图。（图可附在后面） 二、 精馏塔物料衡算：见教材P270 计算出F 、D 、W ，单位：kmol/h 三、 塔板数的确定 1. 汽液相平衡数据： 查资料或计算确定相平衡数据，并绘制t-x-y 图。 2. 确定回流比： 先求出最小回流比：P 266。再确定适宜回流比：P 268。 3. 确定理论板数 逐板法或梯级图解法（塔顶采用全凝器）计算理论板层数，并确定加料板位置：P 257-258。（逐板法需先计算相对挥发度） 确定精馏段理论板数N 1、提馏段理论板数N 2 4. 确定实际板数： 估算塔板效率：P 285。（①需知全塔平均温度，可由 t-x-y 图确定塔顶、塔底温度，或通过试差确定塔顶、塔底温度，再取算术平均值。②需知相对挥发度，可由安托因方程求平均温度下的饱和蒸汽压，再按理想溶液计算。） 由塔板效率计算精馏段、提馏段的实际板层数N 1’,N 2’：P 284式6-67。 四、 精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 1. 操作压力m p ：取2 F D m p p p += 2. 精馏段平均温度m t ：查t-x-y 图确定塔顶、进料板温度，再取平均值。或由泡点方程试差法确定塔顶、进料板温度。 3. 平均摩尔质量M Vm 、M Lm ：由P 8式0-27分别计算塔顶、进料板处的摩尔质量，再分别 取两处的算术平均值。汽相的摩尔分率查t-x-y 图。 4. 平均密度Vm ρ、Lm ρ： Lm ρ：用P 13式1-7分别计算塔顶、进料板处液相密度，再 取算术平均值。m Vm m Vm T R M p ??= ρ 5. 液体表面张力m σ：由B B A A m x x σσσ+=分别计算塔顶mD σ与进料板mF σ，再取 平均值。 6. 液体粘度m μ：与表面张力的计算类似。 五、 精馏段汽液负荷（Vs 、Ｌs ）计算 V=（R+1）D L=RD
《化工原理》课程设计 水吸收氨气过程填料塔的设计学院 专业制药工程 班级 姓名 学号 指导教师 2013 年 1 月 15 日 目录 设计任务书 (4)
参考文献 (15) 对本设计的评述及心得 (15)
附表：附表附表
设计任务书 (一)、设计题目：水吸收氨气过程填料吸收塔的设计 试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为7500 m3/h，其中含氨气为5％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于％（体积分数）。采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的倍。 (二)、操作条件 （1）操作压力常压 （2）操作温度 20℃. (三)填料类型 选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。 (四)工作日 每年300天，每天24小时连续进行。 (五)厂址 厂址为衡阳地区 (六)设计内容 1.吸收塔的物料衡算； 2.吸收塔的工艺尺寸计算；
3.填料层压降的计算； 4.液体分布器简要设计 5.吸收塔接管尺寸计算； 6.绘制吸收塔设计条件图； 7.对设计过程的评述和有关问题的讨论。 (七)操作条件 20℃氨气在水中的溶解度系数为H＝（m3kPa）。 第一节前言 填料塔的有关介绍 填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域 ,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。工程实践表明 ,合理的系统工艺和塔体设计 ,是保证净化效果的前提。本文简述聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的工艺设计以及工程问题。 填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。 填料塔的主体结构如下图所示： 图1 填料塔结构图 填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以它特别适用于处理量小、有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气液两相组成沿塔高连续变化，所
水吸收氨课程设计 目录 第一节前言 (5) 1.1 填料塔的主体结构与特点 (5) 1.2 填料塔的设计任务及步骤 (5) 1.3 填料塔设计条件及操作条件 (5) 第二节填料塔主体设计方案的确定 (6) 2.1 装置流程的确定 (6) 2.2 吸收剂的选择 (6) 2.3填料的类型与选择 (6) 2.3.1 填料种类的选择 (6) 2.3.2 填料规格的选择 (6) 2.3.3 填料材质的选择 (7) 2.4 基础物性数据 (7) 2.4.1 液相物性数据 (7) 2.4.2 气相物性数据 (7) 2.4.3 气液相平衡数据 (8) 2.4.4 物料横算 (8) 第三节填料塔工艺尺寸的计算 (9) 3.1 塔径的计算 (9) 3.2 填料层高度的计算及分段 (10) 3.2.1 传质单元数的计算 (10) 3.2.3 填料层的分段 (12) 3.3 填料层压降的计算 (12) 第四节填料塔内件的类型及设计 (13)
4.1 塔内件类型 (13) 4.2 塔内件的设计 (13) 4.2.1 液体分布器设计的基本要求： (13) 4.2.2 液体分布器布液能力的计算 (13) 注：14 1填料塔设计结果一览表 (14) 2 填料塔设计数据一览 (14) 3 参考文献 (16) 4 后记及其他 (16) 附件一：塔设备流程图 (17) 附件二：塔设备设计图 (17)
化工学院关于专业课程设计的有关要求（草案）专业课程设计是学生学完专业基础课及专业课之后，进一步学习工程设计的基础知识，培养学生工程设计能力的重要教学环节，也是学生综合运用相关课程知识，联系生产实际，完成以单元操作为主的一次工程设计的实践。为了加强我院本科学生专业课程设计这一重要实践教学环节的规范化管理，保证专业课程设计工作有序进行及教学质量，特制定专业课程设计的有关要求并请遵照执行。 一、选题要求 选题应以单元操作的典型设备为对象，进行单元操作过程中相关的设备与工艺设计，尽量从科研和生产实际中选题。为了保证专业课程设计的质量和工作量，选题要求1人1题。 二、设计说明书文本要求 (一)、字数要求：2000字以上 (二)、打印要求：用A4纸打印；左边距3厘米、右边距2厘米、上边距3厘米、下边距2.5厘米；行距20磅；页码居中 字体、字号要求（包括装订顺序）： 1、封面 由学院统一制定格式 2、设计任务书 3、目录（宋体、4号），其余（宋体、小4号） 4、正文（宋体、小4号字）、一级标题（宋体、3号字、加粗）、二级标题（宋体、4号字、加粗） 正文内容主要包括：概述与设计方案简介；设计条件及主要物性参数表；工艺设计计算（内容较多，应根据设计计算篇幅适当划分为若干小节，使之条理清晰）；辅助设备的计算及选型；设计结果汇总表（物料衡算表，设备操作条件及结构尺寸一览表）；设计评述（设计的评价及学习体会）。 5、参考文献（宋体、5号字）
课程名称：第一章版式设计的概述 教学目的：（1）了解版式设计的目的 （2）理解版式设计的相关原则 （3）掌握版式设计的视觉流程 教学要求：理解黑、白、灰整体分区概念；点、线、面在版式设计中的运用；各种设计原则及表现；把握具体设计内容与形式表现之间的内在关系，熟练掌握文字与文字、文字与图形、整体与局部之间的构成关系。 教学重点：版式设计的视觉流程 教学难点：字体、行距、字距。 教学方法：理论讲授、图片分析并使学生展开对版式设计目的的讨论。 教学用具：幻灯片，黑板 教学课时: 4课时 参考书目：1、《版式设计原理》佐佐木刚土著，武湛译中国青年出版社 2007年版 2、《版式设计》贺鹏等著中国青年出版社 2012年9月第一版 教学过程： 一、首先介绍课程的性质，通过看一些设计图片来引申出版式设计的目的与 概念。 二、深入教学，请学生从自身经验出发谈谈对版式设计的认识，并思版式 设计的目的是什么。 三．在对版式设计的概念有一定了解的情况下，思考并总结版式设计的原则。课程作业：上网搜索2个优秀的和2个不好的版式设计，并给予解释 教学内容：
第一节版式设计的目的 版式设计是一门特殊而关键的课程，更大程度上它又是一门专业基础课，它为以后的招贴设计、包装设计、书籍装帧设计以及一切需要通过平面来表达的设计课程打下基础。这就决定了这门课程主要是关于版式设计的基本原理、设计法则和审美把握，它是一门认识课程而不是技法课程。通过这门课程的学习，一是要理解版式设计的基本原则，掌握版式的设计法则；二是要培养和提高学生的审美能力，完善学生的审美结构；三是要训练学生和思维能力，开拓学生的思维意识，培养学生的创新思维；四是要养成学生的动手习惯，培养学生的实用技能。这就是版式设计的教学目标。 版式设计随着时代的进步，它能体现出文化传统、审美观念和时代精神风貌等，被广泛地应用于广告、书刊、包装、装潢、展机、机构视觉形象和网页等传播领域。 1、有效提高版面的注意值 当纷繁复杂的视觉信息展现在眼前的时候，哪些信息更能让我们愉快地去接受呢？哪些版式更能吸引人们的注意呢？很显然，那些美感突出，对比强烈的画面更引人注目。现代版式设计早已不是单纯的技术编排，而是技术与艺术的高度统一。人们的视觉习惯不断改变，设计师的观念也不断更新，新的版式效果不断呈现。那些形式独特、美轮美奂、现达完善的画面让人们过目不忘，注意值当然得到大大的提高。 2、有利于信息的有效传递 版式设计本身并不是设计师的最终目的，它只是为了更好地传递信息的手段。凡是成功的版面，首先必须明确表达目的和主题思想，还要有上佳的创意策划和表现手法，做到主题鲜明、形象突出、美感强烈。在若干复杂纷乱的信息，无法让我理解，如果通过版式的精心设计，把各种元素根据特定内容进行组合排列，既可以使画面形式更加服从内容，提高信息的传达效果和效率，使版面更加风趣，富有内涵。 3、强化传达效果的持续留存 当今视觉传达设计大多都带有商业色彩，主要宣传的是企业及品牌形象。因此如何让企业形象得到很好的传播和留存是许多设计师强调的重点。因此说优秀的版式设计，能够激发人们的兴趣，使画面生动、有趣、幽默，这样能够深度刺激大脑皮层，保持信息的持续留存。
多孔材料在许多领域有着广泛的应用，如微孔分子筛作为主要的催化材料、吸附分离材料和离子交换材料，在石油加工、石油化工、精细化工以及日用化工中起着越来越重要的作用。那么，分子筛原理是什么？为此，安徽天普克环保吸附材料有限公司为大家总结了相关信息，希望能够为大家带来帮助。 吸附功能：分子筛对物质的吸附来源于物理吸附（范德华力），其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场，对极性分子（如水）和不饱和分子表现出强烈的吸附能力。 筛分功能：分子筛的孔径分布非常均一，只有分子直径小于孔穴直径的物质才可能进入分子筛的晶穴内部。 通过吸附的优先顺序和尺寸大小来区分不同物质的分子，所以被形象的称为“分子筛”。
安徽天普克环保吸附材料有限公司是原上海摩力克分子筛有限公司直属公司,本公司成立于2004年，由于生产量扩增，本公司在安徽合肥空港寿县新桥产业园投资建设生产基地。公司目前拥有年产2000吨分子筛、1500吨活性氧化铝生产线各一条。 二期工程将建成4000吨分子筛生产线。公司全面推行ISO9001质量管理体系，建有现代化的实验室和质量控制中心。现有工程技术人员20人，其中工程师8人。 产品系列化、经营多元化，这些都是企业的发展方针，而OEM----更是公司多年的经营模式，并且得到广泛好评。我们的用户涉及石油、化工、冶金、汽车、空调、电子仪表等行业，我们的客户群不仅是在国内而且遍及东南亚、欧美等地。公司热忱欢迎国内外客商与我们真诚合作。我们将以精美的产品、可靠的技术、精益求精的服务满足广大客户的要求。 分子筛广泛用于制氧、炼油、化工化肥、医药、钢铁、冶金、酒
精、玻璃行业，是气体、液体纯制、分离干燥的好的产品。安徽天普克环保吸附材料有限公司始建于2001年，已有18多年历史，产品有分子筛系列3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、lOX分子筛、13x 分子筛、K13X中空玻璃专用分子筛、变压吸附、富氧专用分子筛、活性氧化铝、瓷球等塔填料。 近期开发研制的CM6-5A脱腊分子筛各项，性能指标均达到和超过规定标准，并获得河南省高新技术产品证书，由于我厂产品质量上乘，价格适中，已批量销往缅甸、日本等国，是我国型号导弹和神州系列载人飞船定点供货厂家。 安徽天普克环保吸附材料有限公司周边交通便利，环境优美，我们热忱欢迎新老客户来厂洽谈业务，我们将以优良的产品、合理的价格，为客户提供批发，零售来料交工等服务。
（封面） XXXXXXX学院 化工原理课程设计任务书 题目： 院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导老师： 时间：年月日
目录 1、工艺生产流程线 (4) 2、流程及方案的说明和论证 (4) 3、换热器的设计计算及说明 (5) 4、计算校核 (6) 5、设计结果概要表 (9) 6、设计评价及讨论 (11) 参考文献 (11) 附图：主体设备结构图和花版设计图
化工原理课程设计任务书 一、设计题目：列管式换热器设计。 二、设计任务：将自选物料用河水冷却至生产工艺所要求的温度。 /d； 三、设计条件：1.处理能力：G=29*300 t 物料 2. 冷却器用河水为冷却介质，考虑广州地区可取进口水温度为 20～30℃； 3.允许压降：不大于105 Pa； 4.传热面积安全系数5~15%； 5.每年按330天计，每天24小时连续运行。 四、设计要求：1.对确定的工艺流程进行简要论述； 2.物料衡算、热量衡算； 3.确定列管式换热器的主要结构尺寸； 4.计算阻力； 5.选择适宜的列管式换热器并进行核算； 6.用Autocad绘制列管式冷却器的结构图（3号图纸）、花板布 置图（4号图纸）。 7.编写设计说明书(包括：①封面；②目录；③设计题目（任务 书）；④流程示意图；⑤流程及方案的说明和论证；⑥设计计 算及说明（包括校核）；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要 表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。) 备注：参考文献格式： 期刊格式为：作者姓名.出版年.论文题目.刊物名称.卷号（期号）：起止页码 专著格式为：作者姓名.出版年.专著书名.出版社名.起止页码 例：潘继红等.管壳式换热器的分析和计算.北京：科学出版社，1996,70～90 陈之瑞，张志耘.桦木科植物叶表皮的研究.植物分类学报,1991,29（2）:127～135 1.工艺生产流程： 物料通过奶泵被送入冷却器后，经管盖进行多次往返方向的流动。冷却后由出料管流出，不合格的物料由回流阀送回冷却器重新冷却，直至符合要求。经过处理的河水由冷却器的进口管流入，由出口管流出，其与牛奶进行逆流交换热量。 牛奶灭菌后温度高达110～115℃，然后进行第一阶段的冷却，冷却到均质温度55～75℃，而后进行均质。无菌均质后，牛奶经过第二阶段的冷却，最终由冷却水冷却至所需的出口温度。本实验所设计的就是第一阶段冷却的列管式换热器。
化工原理课程设计-填料吸收塔的设计
课程设计 题目：填料吸收塔的设计 教学院：化学与材料工程学院 专业：化学工程与工艺（精细化工方向） 学号： 学生姓名： 指导教师： 2012 年 5 月31 日
《化工原理课程设计》任务书 2011～2012 学年第2学期 学生姓名：专业班级：化学工程与工艺(2009) 指导教师：工作部门：化工教研室 一、课程设计题目：填料吸收塔的设计 二、课程设计内容（含技术指标） 1. 工艺条件与数据 煤气中含苯2%（摩尔分数），煤气分子量为19；吸收塔底溶液含苯≥0.15%（质量分数）；吸收塔气-液平衡y*=0.125x；解吸塔气-液平衡为y*=3.16x；吸 收回收率≥95%；吸收剂为洗油，分子量260，相对密度0.8；生产能力为每小时 处理含苯煤气2000m3；冷却水进口温度＜25℃，出口温度≤50℃。 2. 操作条件 吸收操作条件为：1atm、27℃，解吸操作条件为：1atm、120℃；连续操作；解吸气流为过热水蒸气；经解吸后的液体直接用作吸收剂，正常操作下不再补充 新鲜吸收剂；过程中热效应忽略不计。 3. 设计内容 ①吸收塔、解吸塔填料层的高度计算和设计； ②塔径的计算； ③其他工艺尺寸的计算。 三、进度安排 1．5月14日：分配任务； 2．5月14日-5月20日：查询资料、初步设计； 3．5月21日-5月27日：设计计算，完成报告。 四、基本要求 1. 设计计算书1份：设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。设计说明 书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关工艺流程 和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计 算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。 设计说明书应附有带控制点的工艺流程图。 设计说明书具体包括以下内容：封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作 条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算； 设计结果概览；附录；参考文献等。 2. 图纸1套：包括工艺流程图(3号图纸)。 教研室主任签名： 年月日
《版式设计》课程标准课程编号：052045 使用专业：电脑艺术设计专业 课程类别：职业拓展领域 修课方式：必修 教学时数：44学时 教研室：电脑艺术设计工作室 编写日期：2012年5月 一、课程定位和课程设计 （一）课程性质与作用 课程的性质： 本课程注重设计前沿理论的研究和开发，是对学生艺术潜质、思维方式、创造能力等综合素质的全面开发和培养，帮助学生掌握科学的思维方法、搭建完备的设计理念构架、构建合理的设计知识体系，自觉地运用版式设计原理进行艺术设计。同时，本课程能有效地激发学生们的设计潜能，在艺术设计学习的过程中，不断地调整自己，从认识自我到超越自我，成为时代需求的艺术设计人才。本课程将积极组织并参与设计实践以及各种设计、创意大赛，使理论与实践结合，通过严格的基础训练和设计实践，使学生建立和掌握版式设计的概念和方法，并自如运用于艺术设计活动的各个领域。 课程的作用： 其前期必修课程是平面构成、色彩构成。与前续课程的联系（1）《手绘》培养学生具备一定的手绘能力、观察能力和审美能力。（2）《PhotoShop应用》培养学生具备一定的位图图形制作与处理的能力。（3）《Coreldraw应用》培养学生具备一定的矢量图形制作与处理的能力。（4）《标志与广告设计》培养学生具备一定的标志与广告设计的理念。为后续《书籍装帧设计》课程打下良好基础。 (二)课程基本理念 版式设计课程的教学目的是把版面上所需要的设计元素进行必要的编排组合，成为直观动人、简明易读、主次分明、概念清楚的美的构成，使其在传达信息的同时，也传达着设计者的艺术追求与文化理念；从而通过版式设计，给阅读者提供一个优美的阅读“空间”。何谓版式设计？版式设计又称编排设计，是平面设计中的一个组成部分，为
分子筛 33130215 高红雪 分子筛是指具有均匀的微孔，其孔径与一般分子大小相当的一类物质。分子筛的应用非常广泛，可以作高效干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等，但是使用化学原料合成分子筛的成本很高。常用分子筛为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，是由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小（通常为0.3~2 nm）的孔道和空腔体系，因吸附分子大小和形状不同而具有筛分大小不同的流体分子的能力。 分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。分子筛具有均匀的微孔结构，它的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称分子筛。由于分子筛具有吸附能力高，热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点，使得分子筛获得广泛的应用。 美国科学家发现，通过调整温度，能够精确地控制一种钛硅酸盐材料中的孔洞大小，制造出精密的新型分子筛。一些晶体材料内部有着大量均匀的微孔，尺寸比孔洞小的分子能够穿过，而大分子不能穿过，因此可以起到分离不同分子的作用，这类材料被称为分子筛。分子筛可以通过诸多方法合成：水热合成法、水热转换法、离子交换法等方法。 分子筛为粉末状晶体，有金属光泽，硬度为3～5，相对密度为2～2.8，天然沸石有颜色，合成沸石为白色，不溶于水，热稳定性和耐酸性随着SiO2/Al2O3组成比的增加而提高。分子筛有很大的比表面积，达300～1000m2/g，内晶表面高度极化，为一类高效吸附剂，也是一类固体酸，表面有很高的酸浓度与酸强度，能引起正碳离子型的催化反应。当组成中的金属离子与溶液中其他离子进行交换时，可调整孔径，改变其吸附性质与催化性质，从而制得不同性能的分子筛催化剂。
化工原理 课 程 设 计 设计任务：换热器 班级：13级化学工程与工艺（3）班 姓名：魏苗苗 学号：90 目录 化工原理课程设计任务书 (2) 设计概述 (3) 试算并初选换热器规格 (6) 1. 流体流动途径的确定 (6)
2. 物性参数及其选型 (6) 3. 计算热负荷及冷却水流量 (7) 4. 计算两流体的平均温度差 (7) 5. 初选换热器的规格 (7) 工艺计算 (10) 1. 核算总传热系数 (10) 2. 核算压强降 (13) 设计结果一览表 (16) 经验公式 (16) 设备及工艺流程图 (17) 设计评述 (17)
参考文献 (18) 化工原理课程设计任务书 一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件：1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度℃。 3、允许压强降：不大于50kPa。 4、每年按300天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式：管壳式换热器 四、处理能力：109000吨/年苯 五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。
4、设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 六、附表： 1.设计概述 热量传递的概念与意义 热量传递的概念 热量传Array递是指由于 温度差引起 的能量转移， 简称传热。由 热力学第二 定律可知，在 自然界中凡 是有温差存 在时，热就必 然从高温处 传递到低温 处，因此传热
是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 化学工业与热传递的关系 化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却，例如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量；又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题，由此可见；传热过程普遍的存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。总之，无论是在能源，宇航，化工，动力，冶金，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。 应予指出，热力学和传热学既有区别又有联系。热力学不研究引起传热的机理和传热的快慢，它仅研究物质的平衡状态，确定系统由一个平衡状态变成另一个平衡状态所需的总能量；而传热学研究能量的传递速率，因此可以认为传热学是热力学的扩展。 传热的基本方式 根据载热介质的不同，热传递有三种基本方式： 热传导（又称导热）物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。热传导的条件是系统两部分之间存在温度差。
一设计任务书 （一）设计题目 过程填料吸收塔的设计：试设计一座填料吸收塔，用于脱除焙烧水吸收SO 2 炉送出的混合气体(先冷却)中的SO2，其余为惰性组分，采用清水进行吸收。 （二）操作条件 （1）操作压力常压 （2）操作温度25℃ （三）设计容 （1）吸收塔的物料衡算； （2）吸收塔的工艺尺寸计算； （3）填料层压降的计算； （4）液体分布器简要设计； （5）吸收塔接管尺寸计算； （6）绘制吸收塔设计条件图； （7）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 二设计方案简介 2.1方案的确定 用水吸收SO 属中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流 2 不作为产品，故采用纯溶剂。 程。因用水作为吸收剂，且SO 2 2.2填料的类型与选择 的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散对于水吸收SO 2 装填料。在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料。
阶梯环是对鲍尔环的改进。与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半，并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。 2.3设计步骤 本课程设计从以下几个方面的容来进行设计 （一） 吸收塔的物料衡算；（二） 填料塔的工艺尺寸计算；主要包括：塔径，填料层高度，填料层压降；（三） 设计液体分布器及辅助设备的选型；（四） 绘制有关吸收操作图纸。 三 、工艺计算 3.1基础物性数据 3.1.1 液相物性数据 对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得，25℃时水的有关物性数据如下： 密度为 ρL =997.1 kg/m 3 粘度为 μL =0.0008937 Pa·s=3.2173kg/(m·h) 表面力为σL =71.97 dyn/cm=932731 kg/h 2 SO 2在水中的扩散系数为 D L =1.724×10-9m 2/s=6.206×10-6m 2/h （依Wilke-Chang 0.518r 0.6 ()1.85910M T D V φμ-=?计算，查《化学工程基础》） 3.1.2 气相物性数据 设进塔混合气体温度为25℃， 混合气体的平均摩尔质量为 M Vm =Σy i M i =0.1×64.06+0.9×29=32.506g/mol 混合气体的平均密度为
分子筛吸附原理 吸附是一种把气态和液态物质（吸附质）固定在固体表面（吸附剂）上的物理现象，这种固体（吸附剂）具有大量微孔的活性表面，吸附质的分子受到吸附剂表面引力的作用，从而固定在上面。引力的大小取决于： -吸附剂表面的构造（微孔率）； -吸附质的分压； -温度。 吸附伴随着放热，是一种可逆的现象。类似于凝结： -如果增加压力。吸附能力增加； -降低温度，吸附能力增加。 因此，在吸附时，要使压力升到最高，温度降到最低。解吸时，则要使压力降到最低，温度升到最高。
带有吸附床的净化工艺 也叫空气净化的“干燥－脱除CO 2 ”工艺。 为使空气获得较低的净化前温度，常用制冷机组或空气水冷塔 对其进行降温。（图中的“X10”表示预冷设备。） 净化装置位于空气压缩机、空气预冷系统之后，为了保持净化 器工作的连续性，需要使用两台吸附器。当一台工作时（即正在脱除H 2 O 与CO 2 ），另一台处于再生状态。 吸附阶段 由于氧化铝吸附CO 2的效果很差，故它主要用于吸附H 2 O，而位于 其后的分子筛则处理干燥后含有 CO 2 的空气。 注：分子筛具有很强的吸水性，因此，在吸附和再生期间绝不 能让分子筛与水份接触而降低其吸附CO 2 的能力。如果有意外情况发生使
水份带入了分子筛，惟有高温特殊再生（见10 章）才能够使其恢复原有的吸附性能。
下图显示了吸附质在临近穿透的时刻（在吸附阶段结束），CO 2 O在两种吸附床层中及给定时间内的含量分布图。 与H 2 吸附器必须在吸附质的前锋抵达吸附出口之前进行再生（即在穿透之前）。 再生阶段: 再生就是利用压力和温度两方面的因素，将吸附器里的吸附质排出去。 首先，将吸附器降压至较低的压力（大气压力）。用加热的干燥气体，解吸并带走所吸附的吸附质。然后，用未加热的干燥气体，将热端面推向铝胶床层，直至其出口，这样。吸附剂又恢复到随之而来的吸附阶段时的正常温度。 过程见图示：
中南大学《化工原理》课程设计说明书 题目：煤油冷却器的设计 学院：化学化工学院 班级：化工0802 学号： 1505080802 姓名： ****** 指导教师：邱运仁 时间：2010年9月
目录 §一.任务书 (2) 1.1.题目 1.2.任务及操作条件 1.3.列管式换热器的选择与核算 §二.概述 (3) 2.1.换热器概述 2.2.固定管板式换热器 2.3.设计背景及设计要求 §三.热量设计 (5) 3.1.初选换热器的类型 3.2.管程安排（流动空间的选择）及流速确定 3.3.确定物性数据 3.4.计算总传热系数 3.5.计算传热面积 §四. 机械结构设计 (9) 4.1.管径和管内流速 4.2.管程数和传热管数 4.3.平均传热温差校正及壳程数 4.4.壳程内径及换热管选型汇总 4.4.折流板 4.6.接管 4.7.壁厚的确定、封头 4.8.管板 4.9.换热管 4.10.分程隔板 4.11拉杆 4.12.换热管与管板的连接 4.13.防冲板或导流筒的选择、鞍式支座的示意图(BI型) 4.14.膨胀节的设定讨论 §五.换热器核算 (21) 5.1.热量核算 5.2.压力降核算 §六.管束振动 (25) 6.1.换热器的振动 6.2.流体诱发换热器管束振动机理 6.3.换热器管束振动的计算 6.4.振动的防止与有效利用 §七. 设计结果表汇 (28) §八.参考文献 (29) §附：化工原理课程设计之心得体会 (30)
§一.化工原理课程设计任务书 1.1.题目 煤油冷却器的设计 1.2.任务及操作条件 1.2.1处理能力：40t/h 煤油 1.2.2.设备形式：列管式换热器 1.2.3.操作条件 (1).煤油：入口温度160℃，出口温度60℃ (2).冷却介质：循环水，入口温度17℃，出口温度30℃ (3).允许压强降：管程不大于0.1MPa,壳程不大于40KPa (4).煤油定性温度下的物性数据ρ=825kg/m3，黏度7.15×10-4Pa.s，比热容2.2kJ/(kg.℃)，导热系数0.14W/(m.℃) 1.3.列管式换热器的选择与核算 1.3.1.传热计算 1.3. 2.管、壳程流体阻力计算 1.3.3.管板厚度计算 1.3.4.膨胀节计算 1.3.5.管束振动 1.3.6.管壳式换热器零部件结构 §二.概述 2.1.换热器概述 换热器是化工、炼油工业中普遍应用的典型的工艺设备。在化工厂，换热器的费用约占总费用的10%～20%，在炼油厂约占总费用35%～40%。换热器在其他部门如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也有着广泛的应用。因此，设计和选择得到使用、高效的换热器对降低设备的造价和操作费用具有十分重要的作用。 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，即简称换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。 换热器的类型按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛，如表2-1所示。 表2-1 传热器的结构分类
版式设计，也称为（）。版式编排 版面设计理论的形成，源自 （20）世纪的xx。 19世纪中叶，英国设计师、色彩专家欧文琼斯写成《》艺术，该书通过大量有关美的设计原理、方法和实打印输出的色彩模式为C\M\Y\K,字母"C"代表的是什么?（） D、青色打印输出的色彩模式为C\M\Y\K,字母"K"代表的是什么?（） D、黑色打印输出的色彩模式为C\M\Y\K,字母"Y"代表的是什么?（） B、柠黄例，成为19实际设计师的一本“圣经”。、装饰法则 工业美术运动的时间大约( )年。、1880~1910 工艺美术运动的领袖人物是英国艺术家、诗人（）。威廉.莫里斯 在xx“风格派”的代表人物是（）。 D、杜斯博格)黄色在（）纸上的易见度最低。 D、黑色 （）是降相同或相异的视觉元素作强弱对照编排所运用的形式手法。 B、对比属于名片造型构成要素的是（）。 D、标志 名片标准尺寸： ( )mm。 C、90mm*54mm 平面设计基础元素中不包括以下哪种（）
B、版式。 平面设计这一专业术语是（）年代出现的。 B、20世纪20年代 （）年，xx创立了xx设计学院。 D、19年)1900年在敦煌千佛洞中发现了一卷刻本《金刚波罗蜜经》，是有什么印刷技术？（） A、雕版印刷) 书籍里说的脸是指？（）.Ａ．封面 以文字为主进行图形创造时，要注意那个方面？（） Ｄ．以上答案都正确 那种色彩搭配，能形成你中有我，我中有你的视觉效果？（）Ａ．对比色 封面中的三大构成要素，一是图形，二是色彩，三是？（）Ｃ．文字 我国现在发现最早的文字叫什么?（） C、甲骨文 活字印刷术的发明人是?（） B、毕昇 一般印刷的尺寸要超出页面的实际尺寸,在裁切时要切掉一部分,我们称之为（） C、出血印刷中一般出血为多少毫米?（）、 C、3页面空间的主体内容称之什么?（） D、版心显示器输出的色彩模式为?（）
化工原理课程设计任务书 一、设计题目：年产万吨苯冷却器的工艺设计 二、设计条件 1.生产能力（2、、3、、4、、5、、6）4 吨每年粗苯 10 2.设备型式：列管换热器 3.操作压力：常压 4.苯的进出口温度：进口 80℃,出口35℃ 5.换热器热损失为热流体热负荷的% 6.. 7.每年按330天计，每天24小时连续生产 8.建厂地址：兰州地区 9.要求管程和壳程的阻力都不大于104Pa, 10.非标准系列列管式换热器的设计 三、设计步骤及要求 1.确定设计方案 （1）选择列管换热器的类型 （2）选择冷却剂的类型和进出口温度 ！ （3）查阅介质的物性数据 （4）选择冷热流体流动的空间及流速 （5）选择列管换热器换热管的规格 （6）换热管排列方式 （7）换热管和管板的连接方式 （8）选择列管换热器折流挡板的形式 （9）材质的选择 2.初步估算换热器的传热面积A 3.{ 4.结构尺寸的计算 （1）确定管程数和换热管根数及管长 （2）平均温差的校核 （3）确定壳程数 （4）确定折流挡板，隔板规格和数量 （5）确定壳体和各管口的内径并圆整 5. 校核 （1）核算换热器的传热面积，要求设计裕度不小于10%,不大于20%. · （2）核算管程和壳程的流体阻力损失 （3）管长和管径之比为6～10 如果不符合上述要求重新进行以上计算. 6. 附属结构如封头、管箱、分程隔板、缓冲板、拉杆和定距管、人孔或手孔、法兰、 补强圈等的选型 7. 将计算结果列表（见下表） 四、设计成果 1. 设计说明书（A4纸）
（1）内容包括封面、任务书、目录、正文、参考文献、附录 ^ （2）格式必须严格按照兰州交通大学毕业设计的格式打印。 2. 换热器工艺条件图（2号图纸）（手绘） 五、时间安排 （1）第十九周～第二十二周 （2）第二十二周的星期五（7月20日）下午两点本人亲自到指定地点交设计成果，最迟不得晚于星期五的十八点钟. 六、设计考核 （1）设计是否独立完成； （2）设计说明书的编写是否规范 " （3）工艺计算与图纸正确与否以及是否符合规范 （4）答辩 七、参考资料 1、《化工原理课程设计》贾绍义柴诚敬天津科学技术出版社 2、《换热器设计手册》化学工业出版社 3、化工原理夏清天津科学技术出版社