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申論題資訊

試卷:112年 - 112 專技高考_化學工程技師:程序設計#117646
科目:程序設計
年份:112年
排序:0

題組內容

二、設計一個放熱反應的連續攪拌槽反應器(CSTR)中,相關描述如下:
⑴為移除反應熱,CSTR 內裝有冷卻蛇管與熱電耦,量測到的溫度訊號 送到一溫度指示控制器(TIC),此 TIC 依量測到的溫度與設定值(set point)之差異,採用 PID 控制邏輯,控制冷卻水之進口流量;
⑵CSTR 內裝有差壓計,液位差壓訊號送到一液位指示控制器(LIC),此 LIC 依量測到的液位與設定值之差異,採用 PID 控制邏輯,控制 CSTR 之出口流量。
在穩定(steady)操作的情況下,可得到所要的轉化率(conversion) 。如果操作不當,會發生失控反應(runaway reaction),使 CSTR 內反應液溫度上升。溫度上升會提高反應速率常數(rate coefficient) ,使反應速率變得更快,又放出更多的反應熱,此失控的連鎖反應會使 CSTR 之溫度過高,CSTR 內之液體會汽化,導致壓力變大而有反應器爆炸的危險。應對策略為:
甲、CSTR 內可裝設另一熱電耦,當此溫度超過最大設定值時,流量指示控制器(FIC)送出訊號,驅動電磁閥,將進入 CSTR 內之原料 A 緊急關閉,一旦原料 A 不再進入 CSTR 內,當 A 被消耗殆盡後,反應自然停止,就不會有壓力過高而爆炸的危險;
乙、另一個安全上的設計是在 CSTR 上加裝一個洩壓閥,當 CSTR 內壓力超過最大設定值時,洩壓閥會開啟將反應器洩壓,也可以避免發生爆炸的危險。 問題:

申論題內容

(一)畫出題目所描述之反應系統流程圖,應標示題目所述或必需之元件、 管線及名稱。(20 分)