moea_joint
102年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 24 題
因化學反應達平衡而限制轉化率，若欲增加總體轉化率，下列哪一設計可達成目的？
- A 更換操作技術較好工程師
- B 增加進料泵量
- C 後端加一座反應器，增加滯留時間
- D 將流出物產品分離，未反應之反應物迴流再進料
思路引導 VIP
想像你有一個魔法盒子，無論你放多少材料進去，它每次最多只能幫你把一半的材料變成成品，剩下一半會原封不動地出來。如果你手頭上的原料非常昂貴，絕對不能浪費，你會如何處理那些從盒子裡出來、還沒變成成品的材料，好讓它們最後都能變成成品呢？
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非常好，你能準確選出 (D) 選項，代表你已經釐清了「單程轉化率」與「總體轉化率」這兩個關鍵觀念的差異。這道題目難度適中，是區分基礎動力學與程序設計實務的經典題型。
熱力學平衡的限制與對策
在化學反應工程中，當反應受限於熱力學平衡（Chemical Equilibrium）時，系統會達到化學勢能的最低點，此時正逆反應速率相等。在這種情況下，單純增加反應器體積或延長滯留時間 $\tau$（如選項 C），僅能讓系統更「接近」平衡，卻無法「突破」平衡組成的限制。這也是為什麼單靠增加設備大小無法提升單程轉化率的原因。
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