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100
年公務人員升官等考試、
100
年關務人員升官等考試試題
代號：
36440
等 別： 薦任
類 科： 化學工程
科 目： 化學程序工業（包括質能均衡）
考試時間： 2小時
座號：
※注意：
可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
一、造紙機的生產率為 340 噸/天（TPD）。造紙機進料口和出料口的乾度（dryness）分別
為40%和95%。蒸發水分的溫度為 80℃，為了蒸發水分，進料供應設定為 3.5 kg/cm2，
在此條件下水蒸氣的潛熱為 513 kcal/kg。假設此造紙機一天 24 小時都在運轉，試
回答下列問題：（15 分）
估計多少水分將被蒸發？
為蒸發水分，進料每小時的供應量應為多少？
（提示：蒸發水分的焓為 632 kcal/kg）
二、利用吸收塔吸收空氣中的SO2。空氣流入的流速為 2 kg/m2s，NRe = 5160，摩擦因子
R/ρu2 = 0.02。請計算SO2在下列條件中的質傳係數（kN/m2）。（15 分）
擴散係數SO2 = 0.116 cm2/s，氣體黏度= 0.018 mNs/m2，氣體密度= 1.154 kg/m3
所需公式如下： d
17.0
56.0
Bm
djReB
DP
P
u
h==
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
ρ
μ
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛−
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=P
P
RT
h
kBm
d
G
三、水銀溢出發生在一個密閉的空間中，請問當水銀溫度為 23℃時，最高濃度為多少？
水銀曝露在空氣中的標準限制為 0.1 mg/m3，請問水銀的最高濃度是否在此限制內？
水銀的蒸氣壓如下：（15 分）
T（℃） Vapor pressure（bar）
10 7.101×10-7
20 1.729×10-6
30 3.968×10-6
四、平板式過濾 8 m3的泥漿需要 1800s，11 m3則需要 3600s。請計算以 3 m3的水清洗所
需要的時間（秒）。請忽略質傳阻抗。所需公式如下：（20 分）
2
2V
)P(A2
vr
tΔ−
μ
=
100
年公務人員升官等考試、
100
年關務人員升官等考試試題
代號：
36440
等 別： 薦任
類 科： 化學工程
科 目： 化學程序工業（包括質能均衡）
全一張
（
背面
）
五、工業上製造丁酮所涉及的單元操作如下圖，此圖為簡化過後的流程圖。其中B代表
化學反應槽內進行 2-丁醇的脫氫反應而生成丁酮，反應溫度為 450℃，並以氧化鋅
作為催化劑。下表有各支流詳細的組成和流速資料，單位為kg h-1。請回答下列問題
：（20 分）
B
A
CD
4
2
3
1
6
8
5
7 9
cooling
water
5
10
寫出 2-丁醇脫氫反應形成丁酮的平衡化學式。
完成流程圖中第 6支流的質量平衡式，並算出X、Y和Z的流速（單位kg h-1）。
流程圖中 A、C和D各表示何種單元操作，並分別解釋其原因。
六、欲完全燃燒 1公斤的煤炭需要 12 公斤的空氣，而煤炭的熱值為 4200 kcal/kg，其灰分
含量為 22%。請問燃燒 5公斤的煤炭能產生多少公斤的煙道氣（flue gas）？（15 分）