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증류탑을 이용하여 에탄올 25wt%와 물 75wt%의 혼합액 50kg/… | [화공기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 18년 1회차
증류탑을 이용하여 에탄올 25wt%와 물 75wt%의 혼합액 50kg/h을 증류하여 에탄올 85wt%의 조성을 가지는 상부액과 에탄올 3wt%의 조성을 가지는 하부액으로 분리하고자 한다. 상부액에 포함되는 에탄올은 초기 공급되는 혼합액에 함유된 에탄올 중의 몇 wt%에 해당하는 양인가?
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해설

물질수지를 세우면 상부액의 유량은 약 13.4kg/h이고, 여기 담긴 에탄올은 공급 에탄올의 약 91%에 해당한다.

전체 물질수지 D+W=50D+W=50과 에탄올 수지 0.25×50=0.85D+0.03W0.25\times50=0.85D+0.03W를 연립하면 D13.4 kg/hD\approx13.4\ \mathrm{kg/h}이다.

상부액의 에탄올량은 13.4×0.8511.4 kg/h13.4\times0.85\approx11.4\ \mathrm{kg/h}이며, 공급 에탄올 12.5 kg/h12.5\ \mathrm{kg/h} 대비 11.412.5×10091%\dfrac{11.4}{12.5}\times100\approx91\%이다.

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