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103年 - 103 專技高考_化學工程技師:程序設計#29200
> 申論題
題組內容
一、以鐵鉬氧化物為觸媒之固定床反應器,進行甲醇氧化以製造甲醛的程序。
⑶甲醇在空氣中的最低與最高爆炸限度(limits of flammability)是 6%與 36% v/v。 若依⑵之進料比,會引起爆炸。請說明閃點、燃點及爆炸限度的意義。(5 分)
相關申論題
⑴試寫出化學反應式。(5 分)
#60270
⑵若以空氣為原料,求出完全反應時,進料之甲醇與空氣的莫耳比。(5 分)
#60271
⑷在安全的考量下,若以串連的反應器,將甲醇分段加入(見圖一),使其不會達 到最低爆炸限度。假設空氣進料量為 100 mol/s,請概述其設計及流程。(包括需 要幾個反應器?甲醇對各反應器之進料量各是多少?)(10 分)
#60273
二、一工廠以單效蒸發器生產一產物,產量 10,000 t/y。生產成本為 $200/t。今有提議增 建設備成雙效蒸發器。投資成本 $2,500,000,可將生產成本降為 $120/t。請問此項 投資的還本時間(pay-back time)在利率為 0、5%、10%、15%之狀況下,各為多 少?請詳述計算所做的各項假設。(25 分)
#60274
⑴請說明濃度極化現象在超過濾操作上的意義。(5 分)
#60275
⑵含有溶質濃度(c0) 0.5 g/l 的溶液,流量(Q0)為 0.001 m3 /s 需要濃縮到(c1) = 2.5 g/l。 試問所需之過濾面積(A)。(假設濃縮側之溶質濃度為 c1)(10 分)
#60276
⑶承⑵題,若將上述程序改為兩階段濃縮,第一階段濃縮至 1.15 g/l,第二階段濃縮 至 2.5 g/l,則兩階段合併需要多少過濾面積?(10 分)
#60277
⑴試寫出此一反應式。(5 分)
#60278
⑵若氧氣較理論需要值過量 20%,試問氨氣與空氣之體積比。(5 分)
#60279
⑶在 20℃,101.3 kPa 下,以⑵所得之比例之氨氣與空氣混合後,進入一觸媒反應器, 進行下列反應: 4NH3 + 5O2 Æ 6H2O + 4NO 反應率為 85%。試問此一觸媒反應器進料與出料之莫耳組成。(10 分)
#60280
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