問 題
25 wt％ の無機塩を含む水溶液を、単一蒸発缶に連続的に供給し、2000 kg・h-1 の割合で水を除去している。この蒸発プロセスにおける缶出物は80 wt ％ の析出塩と20 wt ％ の飽和水溶液（塩濃度30 wt ％）から成るスラリーである。
このスラリー中の析出塩の析出速度はおよそいくらか。ただし、この蒸発プロセスにおいて無機塩は変化しないものとする。
1. 3. 9 × 102 kg・h-1
2. 4. 8 × 102 kg・h-1
3. 5. 7 × 102 kg・h-1
4. 6. 6 × 102 kg・h-1
5. 7. 5 × 102 kg・h-1
解 説
スラリーとは、泥状のドロっとした混合物のことです。蒸発プロセスのイメージは以下のようなものです。
物質収支を考えます。まず【入量側】を考えます。
原料 X kg/h で供給したと仮定します。すると、0.25X kg/h の塩が流入します。水は 0.75X kg/h で流入します。
次に【出量側】を考えます。
スラリーが Y kg/h 出てくるとします。まずこのうち 80% が析出塩なので 0.8Y が塩です。さらに、飽和水溶液が 0.2Y あって、濃度 30% だから 0.06Y が塩です。合わせて 0.86Y kg/h が塩です。よって 0.25X = 0.86Y・・・（１） のはずです。
さらに、水に注目します。入量は 0.75 X kg/h です。出量は 2000 + 0.14Y と表すことができます。つまり 0.75X = 2000 + 0.14Y・・・（２） です。
（１）の両辺を３倍して（２）に代入します。2.58Y = 2000 + 0.14Y ∴2.44Y = 2000 です。 「0.8Y」 が析出塩の析出速度なので、両辺を 3 で割ればほぼOKです。大体 660 です。
以上より、正解は 4 です。
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