化學工程 110 年化工機械概要考古題

針對填充吸收塔，請回答以下問題：（每小題5 分，共30 分） ㈠畫圖說明其結構。 ㈡何謂雙膜理論？ ㈢何謂負載點？ ㈣何謂泛溢點？ ㈤何謂比表面積？ ㈥若氣體含二氧化硫，為降低污染，工業上常用吸收劑有那些？

有一壓力容器儲存密度為0.85 g/cm3 的液體，利用壓力感測器測得底部壓 力為15 psig，而液體頂部壓力為5 psig。 ㈠請問其液位為何？（5 分） ㈡在平衡狀態若液位維持不變，利用幫浦將槽內液體送至蒸餾塔作為進料 （流量為2.12 m3/min），塔進料口離地25 公尺，而塔高50 公尺，塔壓 為25 psig，求幫浦最小功率（10 分）與出口壓力（10 分）？ 1 atm（標準大氣壓）＝14.7 psi（磅／平方吋）＝1.0336 kg/cm2（仟克／平方 公分）＝1.013×105 Pa（牛頓／平方米）。1 J = 1（N．m）= 1（kg．m2/s2）； 1 W = 1 J/s

有一股鹽溶液2300 kg 含48%之MgSO4（分子量：120 克／莫耳），今溶 液由54℃冷卻至20℃（無水氣蒸發）使硫酸鎂結晶MgSO4．7H2O 移除， 若溶解度是35.5 kg MgSO4/100 kg 水，已知原料比熱為2.9 kJ/(kg-K)，假 設MgSO4．7H2O 溶解熱為-13300 kJ/kgmole，請回答以下問題： （每小題10 分，共20 分） ㈠請計算晶體產量。 ㈡求總吸收熱量。

有一股冷流體溫度為40℃需要被加熱，另有一股熱流體溫度為230℃需要 被冷卻，為了簡化計算，兩流體的比熱均假設為1 kJ/（kg-℃），而熱流體 與冷流體之流率分別為1 kg/s 與2 kg/s，水的比熱假設為4.2 kJ/（kg-℃）。 ㈠若二股流體在雙套管熱交換器採用逆流式接觸做熱交換，操作時控制熱 流體出口溫度比冷流體入口溫度高10℃，則冷流體出口溫度為何？（5 分） ㈡承上題㈠，若冷流體需再用蒸汽加熱至230℃，而熱流體需再用冷卻水 冷卻至40℃，則蒸汽（10 分）與冷卻水（10 分）用量分別為多少？ 相關資訊：⑴假設工業用冷卻水之水溫使用由30℃上升至40℃；⑵使用 之蒸汽為250℃飽和蒸汽，其飽和液體水之熱焓為1085.36（kJ/kg）而飽 和蒸汽之熱焓為2801.5（kJ/kg）。

請回答下列問題與計算： ㈠以萃取法分離物質的依據為何？寫出液液萃取的分配係數與溶劑所 需具備的條件。（10 分） ㈡若茶多酚對水與乙酸乙酯的分配係數在25℃時為0.8，則含10 克茶多 酚的水溶液100 mL，若以100 mL 乙酸乙酯萃取一次，可得到多少茶 多酚？若將100 mL 乙酸乙酯分2 次來萃取（每次50 mL），可得到多 少茶多酚？（10 分）