化學工程 97 年程序設計考古題

蒸餾是一重要程序單元，近年來其設計基本上都藉由模擬軟體（如：ASPEN PLUS, Chem CAD, Pro II 等）來完成。假設我們要設計分離甲醇及水的蒸餾塔，其產品純 度為99% 甲醇及99% 水，而入料流量為10 kmol/hour 且入料組成為50% 甲醇及 50% 水。試回答下列問題：（40 分） ㈠如何決定塔壓（column pressure）？ ㈡如何選用氣液平衡的計算方法（須針對汽相及液相的可能非理想性來考量）？ ㈢如何求得最小迴流比（minimal reflux ratio）？ ㈣如何求得理想板數（theoretical tray number）？ ㈤如何求得最佳入料位置（feed tray location）？

熱整合（heat integration）是節能減碳一個直接且有效的方法。熱交換網路（heat exchanger network）的設計提供簡單的節能評估。考慮如下表所示的兩個熱流（hot stream）及兩個冷流（cold stream）之間的熱交換：（30 分） Stream number Capacity flow rate（kW/℃） Supply temperature （℃） Target temperature （℃）

180 60 1 150 30 2 15 135 5 80 125 假設熱交換的最小溫度差為10℃（△Tmin=10℃） ㈠計算所需最小蒸氣用量（the minimum heat loading, kW）及所需最小冷卻水用量 （the minimum cooling loading, kW）； ㈡計算熱流（hot stream）及冷流（cold stream）的窄點溫度； ㈢畫出T-H（temperature-enthalpy）圖及相對應的Grand composite curves。 97年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師考試暨普通考試記帳士考試、97年第二次 專門職業及技術人員高等暨普通考試消防設備人員考試、普通考試不動產經紀人考試試題代號：01540 等 別：高等考試 類 科：化學工程技師 科 目：程序設計 三、某一公司計畫一新的投資案，投資金額是10,000 萬元，而折舊年限是15 年。下表 列出分年的現金流入（cash flow）。假設重貼現率是5.5%。（30 分） （須於試卷上作答，否則不予計分。） ㈠試填入分年現金流入現值及現金流入累計值； ㈡由所填入的數值計算淨現值（NPV）及本投資計畫的回收年限（含小數點一位）。 單位：萬元 年 基年 現金流入 現金流入現值 現金流入累計值 10,000 （基年）