化學工程 99 年化學程序工業考古題

茲將某可燃氣體以25 kg/s的流速釋放到大氣中，此氣體的密度為2 kg/m3，試問此 氣體的釋放速率Q（m3/s）為多少？又知此氣體的最低爆炸極限濃度CL為0.010 m3 vapor/m3 air，在風速Uv為3 m/s的情況下，其安全處理距離d為多少？（15 分） 所需公式如下： 552 .0 L VC U 37Q d ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ =

苯化學規範的容許曝露濃度值（permissible exposure limit，PEL）為1 ppm曝露8 小 時。若液態苯在空氣中的揮發速度為2 cm3/min，試問空氣（22.2℃, 0.875 atm）流 通速率（m3/min）為多少可確保空氣中的苯濃度在PEL值以下？（20 分） 苯的密度為0.879 g/cm3，分子量為78.11 g/g-mol。

氧化和還原是生活中隨時隨地都在進行的反應，有些是激烈迅速的，像物質的燃 燒；有些則是較緩慢的，像鐵（密度7.9 g/cm3，原子量55）生鏽。一般而言，鐵處 於潮濕空氣中的生鏽速率為0.0127 cm/yr，假設鐵的生鏽速度與氧氣的濃度呈一級 反應關係。 生鏽反應如下： 3 2 2 2 3 O Fe O 2Fe → + 今在一個直徑為762 cm 的鐵製空心圓球內灌入21.1℃，1 atm 之濕空氣，試問其中 之氧氣由21 mol%降低為19.5 mol%需要多久時間？（20 分）

化學工業中，藥品的存放對整個環安系統非常重要，若沒有依照藥品的特性加以區 分、儲放，將對工業安全造成威脅。以下有六個不同的儲存槽材質及物質： 儲存槽材質 物質 黃銅 20%鹽酸 碳鋼 10%氫氧化鈉 水泥 75%磷酸（用於食品製程） 鎳 98%硫酸 不鏽鋼 醋 木材 水 在一個物質對應一個儲存槽的情形下，試寫出其存放的對應關係。（15 分）

流速為0.4 kg/s 的乾沙中包含1 wt %的精鹽，今以0.4 kg/s 的純水逆流清洗，清洗經 過兩個清洗系統。假設在每個清洗系統中沙與水可均勻混合，沙子由每個清洗系統 中離開後會挾帶著水/沙子1/2（重量比）。最後將經過兩清洗系統清洗過的濕沙烘 乾處理，請問此沙中精鹽的含量為何？水的流速應為多少才可將沙子中的精鹽去除 得最乾淨？（30 分）