申論 1一鋼鐵工廠產生標準狀態下100 m3/s 含20% CO 之廢氣（標準狀態下一莫耳氣體之體積為0.0224 m3）。若須移去此廢氣中90%之CO：㈠此一廢氣若以1N NaOH 溶液吸收，請寫出化學反應式。（5 分）㈡計算前項所用之1N NaOH 之消耗量，請以公斤/每年為單位作答。（10 分）㈢此一廢氣若以氧化鈣溶液吸收，其中之CO 完全反應成碳酸鈣（CaCO），計算碳酸鈣之產量，請以公斤/每年為單位作答。（註：鈣之分子量為40。）（5 分）㈣請敘述化工製程減少排放二氧化碳的意義，並試舉例說明三種減排做法。（5 分）
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弱點分析
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申論 2一蒸汽鍋爐以丙烷及10%過量空氣燃燒來加熱，進料氣體皆處於25℃。丙烷 + 氧 Æ 二氧化碳 + 水， ∆ܪ°= -534 kcal/g-mol 丙烷假設丙烷完全反應：㈠求出口氣體組成。（5 分）㈡求理論上最高可達到之絕熱火焰溫度。（10 分）㈢若蒸汽加熱之熱量需求為1×106 kcal/s，求丙烷之用量，以（kg/s）為單位作答。假設鍋爐內氣體之丙烷完全消耗，氣體溫度為500 K。（10 分）相關氣體之莫耳熱容量（C）估算方法如下：PC = A + B T, 此式中T 以（K）為單位，C 的單位是cal/(g-mol)(K)PP化學成分名稱A BO 7.16 1.00×10-3N 6.83 0.90×10-3HO 7.30 2.46×10-3CO 10.57 2.10×10-3
申論 3一個從合成氣製備甲醇的程序，其反應式如下：CO + 2H Æ CHOH反應器之轉化率（conversion）為15%。未反應之反應物在與產物甲醇分離後，回流反應器，如上圖所示。進料中一氧化碳與氫氣之莫耳比為1：2。若甲醇之產量為5000 公升/小時，甲醇之比重為0.78。㈠計算進料及回流的莫耳流速，答案請以（kg-mol/h）為單位。（18 分）㈡若進料中，氫氣過量，例如一氧化碳與氫氣之莫耳比為1：2.2，上圖中的回流還可以維持程序之穩定操作嗎？為什麼？（2 分）㈢進料中一氧化碳與氫氣之莫耳比為1：2，但含有0.1 % mol 之CO，若欲維持反應器內CO 濃度在1% mol，請問排放（purge）/回流（recycle）之莫耳流量比為何？（5 分）
申論 4工業安全及污染防治是化工程序重要的考量點。請就以下相關事項作答：（每小題5 分，共25 分）㈠解釋化學物質之閃點（flash point ）與自燃溫度（autoignitiontemperature）。㈡解釋爆燃（deflagration）與爆炸（detonation）。㈢解釋並說明燃燒塔之作用及其裝置。㈣氮氧化物是空氣污染的重要源頭，請說明化工程序中，如何減少氮氧化物之生成，及如何減少其排放。㈤可燃液體洩漏會造成危害。請比較說明：⑴儲存於正常沸點之上的可燃液體，⑵儲存於正常沸點之下的液體，造成危害的情形。