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） 如何決定塔壓（column pressure）？ 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）？ 如何求得最小迴流比（minimal reflux ratio）？ 如何求得理想板數（theoretical tray number）？ 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℃） 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）； 計算熱流（hot stream）及冷流（cold stream）的窄點溫度； 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 全一張 （背面） 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。） 試填入分年現金流入現值及現金流入累計值； 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 2007 10,000 （基年） 2008 2015 2009 1535 2010 1490 2011 1455 2012 1420 2013 1395 2014 1370 2015 1350 2016 1330 2017 1315 2018 1300 2019 1285 2020 1275 2021 1260 2022 2355