高考申論題
112年
[化學工程] 輸送現象與單元操作
第 一 題
📖 題組：
某入料 20 wt% KNO3溶液以 1000 kg/h 進入操作溫度為 422 K 蒸發器內，移除水分生成 50 wt% KNO3，接著進入操作溫度為 311 K 結晶器產生兩股流一是 96 wt% KNO3 結晶與另一是 37.5 wt% KNO3 飽和溶液，其中37.5 wt%KNO3飽和溶液回流與入料混合進入蒸發器。
某入料 20 wt% KNO3溶液以 1000 kg/h 進入操作溫度為 422 K 蒸發器內，移除水分生成 50 wt% KNO3，接著進入操作溫度為 311 K 結晶器產生兩股流一是 96 wt% KNO3 結晶與另一是 37.5 wt% KNO3 飽和溶液，其中37.5 wt%KNO3飽和溶液回流與入料混合進入蒸發器。
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請畫出這製程流程圖。（5 分）
思路引導 VIP
面對製程流程圖（BFD）繪製題，首先需盤點所有的單元設備（混合點、蒸發器、結晶器），接著釐清各物流（Stream）的走向與連接關係。繪圖時務必在各物流線上標註已知的流量、組成（wt%）以及設備的操作溫度，以利後續建立質量平衡聯立方程式。
小題 (二)
計算 KNO3飽和溶液回流量。（10 分）
思路引導 VIP
遇到有回流的製程質量平衡題，首要原則是「由大到小」選定系統邊界。先取整體系統進行平衡求出最終產品流量，接著再針對單一設備（如本題的結晶器）取控制體積，利用已知的成分與產品流量，即可輕鬆解出內部循環回流量。