煤的气化习题

煤的气化习题煤的气化习题煤的气化习题资料仅供参考文件编号：2022年4月煤的气化习题版本号：A修改号：1页次：1.0审核：批准:发布日期：第四章煤的气化一、填空题煤气化过程中，气化反应主要是在氧化层与还原层中进行的，这两层统称为气化层（区）。煤气化发生炉主要由炉体、加料装置和排灰装置构成。按气化炉内煤料与气化剂的接触方式，气化炉可分为固定床、流化床、气流床和熔池气化炉。煤的气化过程是一个热化学过程，它以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气等做气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。提高自热式气化炉气化效率的方法是向煤中添加物，使其在气化过程中进行放热反应。气化反应器中煤料的停留时间随碳转化率的下降而减小，随返混程度的减少而减小，随反应速率常数K的上升、温度的上升而减小。对于在加压下运行的气化炉，外部环境处于大气温度和压力条件下，所以加料时必须克服压力差。成熟的加煤方式有料槽阀门和泥浆泵。即使气化炉中灰渣含碳量相同，灰渣中碳损失量也将随原煤中灰分含量的增加而增多。气化效率即意味着单位质量气化原料的化学热所产生的煤气化学热的比例。气化原料的一部分直接转化为可燃气体组分，而另一部分即可能为转化反应提供所需的热能。固定床气化炉一般使用块煤或煤焦为原料；原料与气化剂在炉内逆向流动。加入流化床气化炉的煤料粒度一般为3~5mm左右，这些细粒煤料在自下而上的气化剂的作用下保持着连续不断和无秩序地沸腾和悬浮状态运动，迅速地进行着混合和热交换，其结果导致整个床层温度和组成的均一。产生的煤气和灰渣皆在接近炉温下导出。气化炉中煤料的停留时间τ取决于碳转化率、返混程度、反应速率常数以及温度。气化反应器的生产能力定义式中ρ煤取决于煤的表观密度ρS以及反应器中煤堆的疏松程度。常压固定床水煤气间歇气化过程，分成两个阶段，即吹风阶段和制气阶段。以煤或焦炭为原料，以空气和水煤气作为气化剂通入发生炉内制得的煤气称为发生炉煤气。水煤气是炽热的碳与水蒸气反应所生成的煤气。由于碳与水蒸气的反应均是吸热反应，为了维持一定的反应温度，提供水蒸气分解所需热量，一般有几种方法：外部加热法、热载体法、用氧和水蒸气为气化剂的连续气化法和用水蒸气和空气为气化剂的间歇气化法。水煤气发生炉与混合煤气发生炉的构造基本相同，但水煤气发生炉必须采用干法排渣。两段式完全气化炉即把煤的干馏和气化在一个炉体内分段进行。常压固定床气化炉生产的煤气热值低，煤气中一氧化碳含量高，气化强度低，生产能力有限，煤气不宜远距离输送，同时不能满足城市煤气的质量要求。温克勒气化炉是一个高大的圆筒形容器。它在结构上大致分成两个部分：下部的圆锥部分为流化床，上部的圆筒部分为悬浮床，其高度约为下部圆锥部分高度的6~10倍。为提高气化效率和适应气化活性较低的煤，在温克勒气化炉中部适当的高度引入二次气化剂，在接近于灰熔点的温度下操作，使气流中所带的炭粒得到充分气化。温克勒气化工艺的缺点，主要是由于操作温度和压力偏低造成的。灰团聚气化法典型的工艺有U-GAS气化工艺和KRW气化工艺。U-GAS气化工艺的特点是灰分熔聚及分离、对煤种有较广泛的适应性。常压流化床（温克勒炉）气化工艺原料的预处理工段包括破碎和筛分、干燥、破黏等内容。高温温克勒气化法由于采用较高的反应，为防止灰分严重结渣而影响气化过程正常进行，在原料煤中可添加石灰石、石灰或白云石来提高煤的软化点和熔点。煤炭气化过程主要是煤中的碳和水蒸气反应生成氢，这一反应（填吸收或放出）大量的热量，该热量是通过来维持。（吸收，碳与氧的燃烧反应）如果以空气作为气化剂，生产的煤气称

。（空气煤气）如果以空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气的混合物作为气化剂，生产的煤气称。（混合煤气/发生炉煤气）气化炉在生产操作过程中根据使用的压力不同，可分为

和；根据不同的排渣方式，可以分为和。（常压气化炉、加压气化炉

、固态排渣气化炉、液态排渣气化炉）。由于煤炭气化过程是在非常高的温度下进行的，为了保护炉体而加设或是非常必要的。（水套、内璧衬里）不论采用何种类型的气化炉，生产哪种煤气，燃料以一定的粒度和气化剂直接接触进行过程，将燃料中的可燃成分转变为，同时产生的

从炉内排除出去，这一点是不变的。（物理和化学变化、煤气、灰渣）气化剂以较小的速度通过床层时．气体经过固体颗粒堆积时所形成的空隙，床内固体颗粒静止不动，这时的床层一般称。（固定床）在流化床阶段，如果流速进一步增大，将会有部分粒度较小的颗粒被带出流化床，这时的床层相当于一个气流输送设备，因而被称为

。（气流床）通常把气固相反应叫

，将气相中的反应叫。（非均相反应、均相反应）煤炭气化过程的两类主要反应即

和

是密切相关的是煤炭气化过程的基本反应。（燃烧反应、还原反应）水煤气发生炉和混合煤气发生炉的构造基本相同，一般用于制造水煤气或作为合成氨原料气的加氮半水煤气，代表性的炉型当推。（UGI气化炉）温克勒气化工艺流程包括、、、

。（煤的预处理、气化、气化产物显热的利用、煤气的除尘和冷却等）德士古气化炉是一种以的加压气流床气化装置。（水煤浆进料）德士古煤炭气化工艺的流程基本部分包括

、、。（煤浆的制备和输送、气化和废热回收、煤气的冷却和净化等。）影响德士古气化的主要工艺指标有：、

、和

等。（水煤浆的浓度、粉煤粒度、氧煤比和气化炉操作压力等）Shell煤气化炉主要由内桶和外桶两部分构成，包括膜式水冷壁、环形空间和高压容器外壳。二、选择题移动床煤气发生炉中的原料层可以分为灰渣层、氧化层、还原层、干馏层和干燥层。下列哪层的高度最小、温度最高A灰渣层B氧化层C还原层D干馏层煤气发生炉中的原料层可以分为灰渣层、氧化层、还原层、干馏层和干燥层。制造煤气的反应主要是在哪层中进行的A还原层和干馏层B氧化层和还原层C氧化层和干馏层D氧化层关于固定床气化炉，下列说法错误的是A一般使用块煤或煤焦为原料，筛分范围为6~50mmB煤或煤焦与气化剂在炉内进行逆向流动，固相原料由炉上部加入，气化剂自气化炉底部鼓入，含有残炭的灰渣自炉底排出C灰渣与产生的煤气进行逆向热交换，加入炉中的煤焦与气化剂进行逆向换热D排灰方式可为固态排渣，也可为液态排渣关于流化床气化炉，下列叙述错误的是A加入炉内的煤料粒度一般为3~5mmB如采用黏结性煤料，需对其进行预氧化破黏等处理C产生的煤气和灰渣皆在接近炉温下导出D整个床层温度均一，但组成变化较大关于气流床气化炉，下列叙述错误的是A原料为粉煤，70%以上通过200目B粉煤和气化剂逆向流动C所产生的煤气和炉渣在接近炉温的条件下排出D气流床在压力下操作，其突出的优点是生产能力大气流床中煤堆的疏松程度，其值约为A~B~C~D约1关于固定床反应器排灰，下列叙述错误的是A固定床要求停留时间短，采用很高的温度，气化后剩余的灰分被融化成液态B为了保证灰渣成为松碎的固体排出，必须选择合适的蒸汽氧气比，使灰分不致熔化而结渣C在加压固定床气化炉中，与加煤时料槽阀门同样的原理来排灰D炉栅上保持一定厚度的灰层，以保护炉栅下列四种气化炉中，哪种气化炉产生的煤气和灰渣不是接近于炉温下导出的A固定床气化炉B流化床气化炉C气流床气化炉D熔池气化炉下列气化炉中哪种是气-固-液三相反应的气化炉A固定床气化炉B流化床气化炉C气流床气化炉D熔池气化炉关于熔池气化炉下列叙述错误的是A一种气-固-液三相反应的气化炉B燃料和气化剂逆流导入炉中C可用约6mm以下直到煤粉所有范围的煤粒D所产生的煤气和灰渣在反应温度下导出11固定床气化过程（发生炉煤气）中，沿料层高度煤气组成的变化，下列叙述错误的是A在空气和水蒸气最初进入炉渣层内时，气体的组成不发生变化，在这里仅进行热交换，空气和水蒸气被预热，而炉渣被冷却B在氧化层内氧气的浓度急剧减少，直至接近耗尽。与此同时，二氧化碳的数量迅速增加，在氧接近耗尽时达到最大值，以后二氧化碳又急剧减少，一氧化碳的量开始上升C水蒸气在氧几乎耗尽之前，表观上没有发生任何反应，只是受到预热。当氧接近耗尽时，开始进入还原层，在此层内，二氧化碳逐渐还原为一氧化碳，水蒸气分解生成氢气和一氧化碳，水蒸气的量逐渐减少。D由于一氧化碳含量增加和未分解水蒸气的存在，沿着还原层向上，温度逐渐升高。一氧化碳和水蒸气趋向变成二氧化碳和氢。12温克勒气化工艺原料的预处理不包括下述哪项A原料破碎和筛分B与油或水混合C烟道气余热干燥D破黏13关于灰聚团气化法下列叙述错误的是A灰团聚气化法是一种细粒煤流化床气化过程。其特点是灰渣的形成和排渣方式是团聚排渣。B与传统的固态和液态方式不同，它是在流化床中导入氧化性高速射流，使煤中的灰分在软化而未熔融的状态下，在一个锥形床中相互熔聚而黏结成含碳量较低的球状灰渣，有选择性地排出炉外C与固态排渣相比，提高了灰渣中的碳损失。D与液态排渣法相比，减少了灰渣带走的显热损失，提高了气化过程的碳利用率。14、下列煤气只是采用水蒸气做气化剂的是（）A空气煤气B半水煤气C水煤气D混合煤气15、粗煤气组成与气化压力的关系是（）A、气化压力上升，CH4含量上升B、气化压力上升，CO含量上升C、CO含量上升，气化压力下降D、气化压力上升，H2气含量上升16下列气化工艺，不属于流化床气化工艺的是（）A、GSPBHTWCU-gasDKRW17关于气流床气化工艺的特点，下列叙述错误的是（）A气化温度高、气化强度大B煤种适应性强，尤其是褐煤，即可以干煤粉进料，又可水煤浆加料C煤气中不含焦油D需设置较庞大的磨粉、余热回收、除尘等辅助装置18下列气流床气化工艺，以水煤浆加料的是（）AK-TBSCGPCGSPDTexaco三、判断题为了提高自热式气化过程的气化效率，可在煤中添加氧化钙，氧化钙与二氧化碳反应放出热量，这种方法具有不需要工业氧而可制造热值较高的煤气的优点。料槽阀门是向加压下运行的气化炉内加煤的一种成熟的方式，但是其存在的问题是密封圆锥易机械磨损、闸门气存在压力损耗。灰熔点与灰分的结渣性虽有一定的关系，但灰分的灰熔点低并不一定表示结渣性强，反之亦然。当热稳定性太差的煤在进入气化炉后，随着温度的升高而发生碎裂，产生细粒和粉末，从而阻碍气流在固定床气化炉内的正常流动和均匀分布，影响气化过程的正常运行。由于气流床气化炉中煤粉微粒之间互相接触机会很少，整个反应又进行的很快，故可使用黏结性煤，但不应使用黏结性较强的煤为原料。无烟煤这种煤炭气化时黏结，并且产生焦油，煤气中的不饱和烃、碳氢化合物较多，煤气净化系统较复杂，煤气的热值较高。（）错褐煤气化时不黏结但产生焦油。褐煤是变质程度较高的煤，加热时不产生胶质体，含有高的内在水分和数量不等的腐殖酸，挥发分高，加热时不软化，不熔融.（）错一般来说，煤中挥发分越高，转变为焦油的有机物就越多，煤气的产率下降。（）对加压气化对炉温的要求比常压气化炉高，而炉身一般比常压气化炉低，能提供较高的干燥层，允许进炉煤的水分含量高。（）错低灰的煤种有利于煤的气化生产，能提高气化效率、生产出优质煤气，但低灰煤价格高，使煤气的综合成本上升。（）对煤的粒度太小，当气化速度较大时，小颗粒的煤有可能被带出气化炉外，从而使炉子的气化效率升高。（）错四、简答题1简述煤气化的原理，气化条件及应用领域。2煤炭的性质