103年 - 103 專技高考_化學工程技師：程序設計#29200

科目：程序設計 | 年份：103年 | 選擇題數：0 | 申論題數：12

試卷資訊

所屬科目：程序設計

選擇題 (0)

申論題 (12)

⑴試寫出化學反應式。（5 分）

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）

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）

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）

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）

⑴請說明濃度極化現象在超過濾操作上的意義。（5 分）

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）

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）

⑴試寫出此一反應式。（5 分）

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）

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）

⑷從觸媒反應器出來的氣體繼續反應，其中的 NO 最後有 90%轉化為 HNO₃，計算每一公斤氨氣進料可產生之硝酸重量。（5 分）