سؤال شماره ۲۲ در آزمون تخصصی سال ۲۰۱۲ (یک تأسیسات سیلیکونی که دو جریان گاز خروجی حاوی HCl تولید میکند)
Thread Content
۲۲. در فرآیند تولید یک دستگاه سیلیکونی آلی، دو جریان گازی حاوی HCl تولید میشود. قصد است که HCl موجود در این دو جریان گاز، با استفاده از آب خنک با دمای ۲۰ درجه سانتیگراد و در یک برج جذب، استخراج شود. جریان یکی از این گازها ۱۴۶ کیلومول بر ساعت است و میزان HCl در آن ۱۰٪ (از نظر درصد مولی) میباشد؛ این گاز از پایین برج وارد میشود； جریان دیگری با میزان ۱۰۸ کیلومول بر ساعت و غلظت ۴٪ HCl، در بهترین نقطه ورودی به برج جذب، به صورت جداگانه اضافه میشود. برج جذب در فشار اتمسفری کار میکند و ضریب هنری در شرایط عملیاتی برابر با ۲٫۷۸۶×۱۰⁵ پاسکال است. اگر نرخ بازیابی کلی HCl باید حداقل ۹۵٪ باشد، نسبت واقعی مایع به گاز در بخش بالایی برج جذب باید ۱٫۲ برابر کمترین نسبت ممکن باشد. میزان ماده جذبکننده مورد نیاز برای برج جذب (به کیلومول بر ساعت) کدام یک از مقادیر زیر خواهد بود؟ الف ۲۵۴ ب ۶۹۸ ج ۷۵۴ د ۸۳۸ این سؤال قبلاً مورد بحث قرار گرفت و در نهایت پاسخ ب انتخاب شد. فرآیند بر اساس غلظت مواد ورودی ۴٪ محاسبه شده است. اما با توجه به فرآیند جذب در سؤال، غلظت در فاز گازی باید کمتر و کمتر شود، بنابراین غلظت مواد ورودی باید ۱۰٪ در نظر گرفته شود. نتیجهی محاسبهشده اینگونه ۷۳۷ است، بنابراین پاسخ باید گزینهی C باشد.
ابتدا باید مشخص شود که محل ورود هوا در بخش بالایی، در جایی است که غلظت در بخش پایینی به ۴٪ میرسد. برای حل این مسئله، تنها میتوان از روش بالا استفاده کرد؛ زیرا اگر از روش پایین استفاده شود، مقدار گاز در دو سمت متفاوت خواهد بود و معیارها نیز متفاوت هستند، در نتیجه محاسبات مربوط به Y به راحتی اشتباه خواهد شد. پاسخ، با محاسبه دقیق، ۷۰۱ است. اگر از ۰.۰۴ استفاده کنیم، عدد ۶۹۸ خواهد بود.