地特四等申論題
114年
[化學工程] 化工機械概要
第 一 題
📖 題組：
0.6 莫耳分率乙醇與 0.4 莫耳分率水的溶液，以每分鐘 800 莫耳流入蒸餾塔，若塔底產物是每分鐘 200 莫耳的 0.1 莫耳分率乙醇，其餘為水，試求：（每小題 10 分，共 20 分）
0.6 莫耳分率乙醇與 0.4 莫耳分率水的溶液，以每分鐘 800 莫耳流入蒸餾塔，若塔底產物是每分鐘 200 莫耳的 0.1 莫耳分率乙醇，其餘為水，試求：（每小題 10 分，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
塔頂產品每分鐘流量為何？與乙醇的莫耳分率為何？
思路引導 VIP
這是一道標準的質量（莫耳）平衡題。首先設定系統邊界為整個蒸餾塔。接著分別寫出「總莫耳平衡方程式 (F = D + B)」與「乙醇的成分莫耳平衡方程式 (F·z = D·xD + B·xB)」，代入已知數據，即可聯立求解塔頂流量及莫耳分率。
小題 (二)
若回流比是 0.6，則進入冷凝器的塔頂蒸氣每分鐘流量為何？
思路引導 VIP
本題測試對回流比定義及塔頂冷凝器物料平衡的了解。首先要寫出回流比的定義式 R = L/D，利用前一題算出的 D 求出回流量 L。接著思考冷凝器的進出料關係，進入冷凝器的蒸氣 V 會分成冷凝下來的回流液 L 與取出的塔頂產品 D，因此 V = L + D。