普考申論題
110年
[化學工程] 化工機械概要
第 一 題
📖 題組：
在操作精餾塔的過程中，擬將自塔中間進料（含水及酒精）分離。 (一)回流比加大對塔頂及塔底產物中酒精濃度的影響。（5 分） (二)回流比加大對冷凝器及再沸器負荷的影響。（5 分） (三)可否將其中酒精濃縮為 98%（重量百分比）？若不行，應如何得到這個濃縮酒精？（8 分）
在操作精餾塔的過程中，擬將自塔中間進料（含水及酒精）分離。 (一)回流比加大對塔頂及塔底產物中酒精濃度的影響。（5 分） (二)回流比加大對冷凝器及再沸器負荷的影響。（5 分） (三)可否將其中酒精濃縮為 98%（重量百分比）？若不行，應如何得到這個濃縮酒精？（8 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
回流比加大對塔頂及塔底產物中酒精濃度的影響。（5 分）
思路引導 VIP
回流比（R）是精餾操作的核心變數。思考 R 增加時，在 McCable-Thiele 圖解法中操作線斜率的變化。斜率接近平衡線還是遠離？這對分離效率（理論板數）有何影響？
小題 (二)
回流比加大對冷凝器及再沸器負荷的影響。（5 分）
思路引導 VIP
從能量平衡的角度思考。回流比加大意味著更多的液體回到塔內，這需要更多的蒸氣來維持平衡。思考 Q = m * delta_H 的關係。
小題 (三)
可否將其中酒精濃縮為 98%（重量百分比）？若不行，應如何得到這個濃縮酒精？（8 分）
思路引導 VIP
本題涉及化學工程的常識：乙醇與水的共沸（Azeotrope）現象。思考常壓下精餾的極限在哪裡？超過極限後需要什麼特殊精餾技術？