2025年化工焦化考试题目及答案

2025年化工焦化考试题目及答案一、单选题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.焦炉炭化室炉墙最常用耐火材料是下列哪一种？（）A.高铝砖 B.硅砖 C.镁碳砖 D.黏土砖答案：B解析：硅砖在1000℃以上具有良好高温强度与真密度稳定性，且热膨胀系数与焦炉操作温度区间匹配，为炭化室炉墙主流材料。2.煤的镜质组最大反射率（Romax）与焦炭反应后强度CSR的相关性规律是（）A.Romax升高，CSR单调下降 B.Romax升高，CSR先升后降 C.Romax升高，CSR单调上升 D.二者无线性相关答案：B解析：Romax在1.1%～1.3%区间，胶质体流动性最佳，CSR达峰值；继续升高，胶质体变短，CSR回落。3.焦炉加热采用“高低火道”时，高火道废气含氧量一般控制在（）A.2%～4% B.5%～7% C.8%～10% D.11%～13%答案：A解析：高火道氧含量过高会提高NOx生成，过低则燃烧不完全；2%～4%为最佳折中区间。4.干熄焦（CDQ）循环气体中，最易引起锅炉高温腐蚀的组分是（）A.CO B.H₂ C.SO₂ D.HCl答案：D解析：HCl在400℃以上与Fe反应生成FeCl₂，造成气相腐蚀；且CDQ循环气体中HCl富集速率高于SO₂。5.焦化废水“AO+MBR”工艺中，MBR膜通量设计值通常取（）L·m⁻²·h⁻¹A.5 B.15 C.25 D.35答案：B解析：焦化废水含油、含难降解有机物，膜污染倾向大，设计通量15L·m⁻²·h⁻¹可保证稳定运行30天以上。6.焦炉煤气中萘的饱和含量随温度升高而（）A.线性升高 B.指数升高 C.指数下降 D.不变答案：B解析：根据安托万方程，萘蒸气压随温度呈指数增长，故饱和含量指数升高。7.捣固焦炉与顶装焦炉相比，其装煤堆密度提高约（）A.5% B.15% C.25% D.35%答案：C解析：捣固后堆密度可由0.75t·m⁻³提至0.95t·m⁻³，增幅约25%，利于提高焦炭冷强度。8.焦炉烟囱“白烟”治理采用“冷凝再热”技术时，再热温度需高于烟气水露点（）℃A.5 B.10 C.15 D.20答案：B解析：再热至水露点+10℃可确保排放口无视觉白烟，同时避免额外能耗过高。9.煤焦油蒸馏切取“酚油馏分”时，其干点一般控制在（）℃A.180 B.210 C.230 D.250答案：C解析：酚油馏分需包含苯酚、甲酚、二甲酚，干点230℃可保证酚类回收率＞90%，同时少带萘。10.焦炉炉顶空间温度超过（）℃时，将显著增加石墨沉积速率A.750 B.800 C.850 D.900答案：C解析：850℃以上，气相烃类热解自由基浓度陡增，石墨在炉顶及上升管沉积速率提高3～5倍。11.焦炭转鼓强度DI₁₅₀₁₅检测时，转鼓转速为（）r·min⁻¹A.20±1 B.25±1 C.30±1 D.35±1答案：B解析：GB/T2006规定转速25±1r·min⁻¹，保证与ISO标准接轨。12.焦炉煤气脱硫湿式氧化法中，PDS催化剂活性组分是（）A.CoPcS B.Fe³⁺EDTA C.钒氧化物 D.醌类答案：A解析：PDS为磺化酞菁钴，中心Co²⁺/Co³⁺变价催化HS⁻→S⁰，选择性＞98%。13.焦炉炭化室宽度由450mm扩至500mm，结焦时间需延长约（）A.2% B.6% C.10% D.15%答案：C解析：根据S.B.P.方程，结焦时间与炭化室宽度平方成正比，(500/450)²≈1.23，理论增23%，但受传热效率修正后实际约10%。14.煤焦油加氢裂化装置，为防止反应器床层压降飙升，通常要求原料钠离子含量＜（）mg·kg⁻¹A.1 B.3 C.5 D.10答案：A解析：钠在高温下与催化剂酸性中心结合，造成永久失活，控制＜1mg·kg⁻¹可保证8000h运行周期。15.焦炉煤气初冷器采用“间冷+直冷”两段式，循环氨水喷淋密度一般取（）m³·m⁻²·h⁻¹A.5 B.10 C.15 D.20答案：C解析：15m³·m⁻²·h⁻¹可保证煤气温度由80℃降至35℃，同时洗下90%焦油雾滴。16.焦炭反应性CRI测定中，CO₂流量控制精度要求为（）A.±0.1L·min⁻¹ B.±0.2L·min⁻¹ C.±0.5L·min⁻¹ D.±1.0L·min⁻¹答案：B解析：GB/T4000规定CO₂流量5.0±0.2L·min⁻¹，保证反应速率恒定。17.焦炉加热煤气低热值由4000kcal·Nm⁻³降至3600kcal·Nm⁻³，为保持炉温不变，煤气流量需增加约（）A.5% B.9% C.11% D.15%答案：C解析：热量守恒：Q∝1/热值，4000/3600≈1.11，即增加11%。18.焦化厂VOCs无组织排放“五点三向”监测中，“三向”不包括（）A.上风向 B.侧风向 C.下风向 D.背景点答案：B解析：HJ733规定取“上、下、背景”三向，侧风向易混淆，不单独设点。19.焦炉炉柱弯曲度超过（）mm时，必须组织热态调直A.10 B.20 C.30 D.40答案：C解析：规程规定30mm为安全阈值，超限将造成炉体密封失效。20.煤焦油蒸馏塔采用“减压+汽提”工艺，塔顶真空度一般控制在（）kPaA.50 B.70 C.90 D.110答案：B解析：70kPa（绝压30kPa）可保证蒽、菲等重组分不裂解，同时降低操作温度至280℃以下。二、多选题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列哪些因素会提高焦炭反应后强度CSR？（）A.提高煤料镜质组含量 B.降低装炉细度（＜3mm比例） C.增加焖炉时间 D.提高焦炉终温 E.配入5%弱黏煤答案：A、C、D解析：镜质组提供足够胶质体；焖炉使结构致密；终温升高降低挥发分，均提高CSR。降低细度与配弱黏煤均降低CSR。22.干熄焦锅炉汽包发生“汽水共腾”现象，可能诱因有（）A.汽包水位过高 B.炉水总固溶物＞4000mg·L⁻¹ C.负荷骤升 D.磷酸盐加药过量 E.除氧器压力突降答案：A、B、C、D解析：水位高、盐度高、负荷骤升、加药过量均破坏汽水分离；除氧器压力突降影响给水溶氧，与汽水共腾无直接因果。23.焦化废水“厌氧+好氧”工艺中，可提高苯并(a)芘去除率的措施有（）A.厌氧段投加零价铁 B.好氧段投加粉末活性炭 C.提高污泥龄至30天 D.降低好氧DO至1mg·L⁻¹ E.后置臭氧催化氧化答案：A、B、C、E解析：零价铁还原、PAC吸附、长污泥龄富集降解菌、臭氧断环均有效；低DO抑制苯并(a)芘开环酶活性。24.焦炉加热系统“废气循环”技术可起到的作用有（）A.降低燃烧峰值温度 B.稀释燃气浓度 C.减少NOx生成 D.提高火焰辐射系数 E.降低火道阻力答案：A、B、C解析：废气循环降低氧浓度与峰值温度，热力型NOx减少；对辐射系数与阻力无显著改善。25.煤焦油加氢装置，造成反应器“飞温”的潜在因素有（）A.原料金属Ni+V＞200mg·kg⁻¹ B.循环氢纯度突降10% C.冷氢阀故障全关 D.原料含水突增1% E.催化剂床层塌陷答案：B、C、E解析：氢纯度降、冷氢阀关导致取热不足；床层塌陷造成沟流，局部超温。金属与水分主要影响压降与活性，不直接“飞温”。26.焦炉煤气制氢PSA工序，提高氢气回收率可采用（）A.增加均压次数至6次 B.降低吸附压力至0.8MPa C.采用真空解吸 D.提高吸附剂装填量 E.降低进料温度至20℃答案：A、C、D、E解析：均压、真空解吸、低温、多装剂均提高回收率；降低吸附压力反而减少氢收率。27.焦炭质量预测模型中，属于“煤岩指标”的输入变量有（）A.Vdaf B.Romax C.G值 D.MF E.I值答案：B、E解析：Romax与I值（惰性组含量）为煤岩指标；Vdaf为工业分析，G值、MF为黏结性。28.焦炉炉墙损坏“熔洞”形成机理涉及（）A.硅砖方石英相转化 B.碱金属蒸气侵蚀 C.局部过热＞1450℃ D.CO₂溶损 E.机械刮擦答案：B、C解析：碱金属降低共熔点，局部过热使液相出现；方石英转化与CO₂溶损造成疏松，不直接熔洞。29.焦化厂突发环境事件应急预案中，需单独列明的“三废”事故有（）A.粗苯储罐泄漏 B.硫酸铵母液溢流 C.焦油渣自燃 D.干熄焦锅炉爆管 E.煤气柜活塞冲顶答案：A、B、C解析：粗苯、母液、焦油渣属危废/废水事故；锅炉爆管为设备事故，活塞冲顶为煤气压力事故。30.焦炉炭化室“负压操作”危害包括（）A.炉门冒烟 B.空气漏入烧损焦炭 C.炉墙石墨加速生成 D.煤气热值下降 E.集气管压力波动答案：A、B、D、E解析：负压使空气漏入，焦炭烧损、煤气稀释；炉门冒烟、压力波动。石墨生成需还原性气氛，负压反而抑制。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）31.焦炉煤气中NH₃在初冷器下段冷凝后，主要以NH₄HS形式存在于氨水中。（√）解析：H₂S与NH₃在液相快速反应生成NH₄HS，平衡常数K＞10⁷。32.焦炭热态强度测定（ASTMD5341）使用CO₂+水蒸气混合气氛。（×）解析：ASTMD5341仅使用CO₂，水蒸气为ISO18894可选。33.煤焦油蒸馏塔采用填料塔比板式塔更不易堵塞。（×）解析：填料塔对蒽、菲等易结晶物更敏感，实际多用板式塔。34.焦炉加热采用富氧燃烧时，理论燃烧温度随氧浓度升高而线性升高。（×）解析：升高趋势呈非线性，因比热容与离解反应变化。35.干熄焦锅炉汽包连续排污率设计值一般不小于2%。（√）解析：保证炉水总固溶物＜2000mg·L⁻¹，防止汽包结垢。36.焦化废水“短程硝化”指NH₄⁺→NO₂⁻→N₂，省略NO₃⁻阶段。（√）解析：短程硝化反硝化可节约碳源25%、曝气能耗30%。37.焦炉炉柱弹簧吨位越大，炉墙膨胀自由度越小。（×）解析：弹簧吨位大，提供弹性裕量，膨胀自由度更大。38.焦炭光学组织指数OTI越高，其反应性CRI越低。（√）解析：OTI高表示各向异性结构发达，气化反应活化能高。39.焦炉煤气制氢装置，变换反应CO+H₂O→CO₂+H₂为放热反应，升高温度可提高平衡转化率。（×）解析：放热反应，升温使平衡左移，转化率下降。40.煤的吉氏流动度（MF）出现“双峰”说明存在两种不同活性镜质组。（√）解析：双峰常见于混煤，表明软化区间重叠度低。四、填空题（每空1分，共20分）41.焦炉燃烧室立火道温度最高不得超过1450℃，否则硅砖将发生鳞石英→方石英快速转化，导致熔洞。42.煤焦油加氢裂化装置，催化剂失活三大机理为金属沉积、结焦、酸性中心中和。43.焦炭反应性CRI测定中，试样粒度为20±1mm，反应时间2h，反应温度1100±5℃。44.焦化废水“厌氧+好氧”工艺，厌氧段控制ORP250～150mV，好氧段DO2～4mg·L⁻¹。45.干熄焦循环气体主要成分范围：CO3～6%，H₂1～3%，O₂0～0.2%，N₂余量。46.焦炉煤气制氢，变换反应常用催化剂为CoMo/Al₂O₃，入口H₂S需＞100mg·Nm⁻³以保持硫化态。47.煤的镜质组最大反射率Romax与焦炭CSR经验公式：CSR＝58.5+12.3Romax0.85Romax²（Romax单位%）。48.焦炉烟囱排放NOx限值（特别地区）为100mg·Nm⁻³，基准氧含量8%。49.焦炉炭化室炉墙硅砖真密度要求＜2.34g·cm⁻³，残余石英含量＜1%。50.焦化厂突发环境事件分级中，粗苯泄漏10吨以上为重大事故，需向省级生态环境部门报告。五、简答题（每题6分，共30分）51.简述捣固焦炉与顶装焦炉在成焦机理上的三点差异。答案要点：（1）堆密度高25%，胶质体填充致密，气孔壁增厚，冷强度M40提高3～5%。（2）煤粒接触面增大，热解自由基复合几率高，各向异性结构增加，CSR提高2～4%。（3）导热系数升高，结焦速率加快，但中心温度梯度减小，热应力降低，焦纹减少。52.干熄焦锅炉高温腐蚀机理及防护措施。答案：机理：循环气体含HCl、SO₂，在400～550℃与Fe反应生成FeCl₂、FeSO₄，形成“氧化氯化”循环；同时碱金属硫酸盐沉积破坏氧化膜。措施：①控制入炉焦炭挥发分＜1.5%，减少HCl前驱体；②锅炉高温段采用复合涂层（NiCrAlY）或堆焊Inconel625；③循环气体喷入Ca(OH)₂细粉，脱除HCl至＜50mg·Nm⁻³；④优化锅炉水化学，控制炉水pH9.2～9.6，降低Cl⁻浓缩。53.焦化废水“短程硝化厌氧氨氧化”工艺启动关键步骤。答案：（1）污泥驯化：先富集AOB，控制DO0.5～1.0mg·L⁻¹，温度30～35℃，pH7.5～8.0，抑制NOB。（2）NO₂⁻积累率＞90%后，接种Anammox菌，控制NH₄⁺:NO₂⁻=1:1.32，逐步提升进水氨氮至300mg·L⁻¹。（3）水力停留时间由48h缩短至12h，污泥龄＞20天，维持Anammox活性。（4）在线监测：NH₄⁺、NO₂⁻、NO₃⁻，通过FA（游离氨）0.5～1.0mg·L⁻¹抑制NOB，防止“返硝化”。54.焦炉加热“分段加热”降低NOx的机理。答案：分段加热将燃气分两次喷入：一次风量不足，形成富燃区，峰值温度＜1400℃，热力型NOx降低；二次风在下游补入，完成燃烧。富燃区缺氧抑制燃料型NOx生成；废气循环进一步稀释氧浓度，最终NOx排放可降40～60%。55.焦炭光学组织与热性能关系。答案：粗粒镶嵌、流动型各向异性结构发达，石墨微晶取向度高，气化反应活化能高，CRI低；细粒镶嵌、各向同性结构反应位点多，CRI高。OTI（光学组织指数）与CSR呈正相关，r＞0.85。提高OTI需提高煤的镜质组反射率、降低惰性组、延长焖炉。六、计算题（共30分）56.（10分）某焦炉炭化室宽450mm，结焦时间19h，拟拓宽至500mm，求新结焦时间（保持炉墙热流密度不变）。解：根据S.B.P.方程，结焦时间τ∝δ²，τ₂/τ₁=(δ₂/δ₁)²=(500/450)²=1.234，τ₂=19×1.234=23.45h。考虑传热效率修正系数0.85，τ₂=23.45×0.85=19.93≈20h。答案：20h。57.（10分）干熄焦锅炉产汽量计算：已知：红焦100t·h⁻¹，温度1000→200℃，焦炭比热0.95kJ·kg⁻¹·K⁻¹，锅炉效率85%，给水温度105℃，汽包压力4.0MPa（饱和温度250.4℃，汽化潜热1714kJ·kg⁻¹）。解：放热量Q=100×10³×0.95×(1000200)=76×10⁶kJ·h⁻¹=21.11MW；有效热Qe=76×10⁶×0.85=64.6×10⁶kJ·h⁻¹；产汽量D=Qe/(1714+4.2×(250.4105))=64.6×10⁶/(1714+610)=27.8×10³kg·h⁻¹=27.8t·h⁻¹。答案：27.8t·h⁻¹。58.（10分）焦炉煤气制氢，变换反应平衡计算：原料气：CO10%，H₂O30%，H₂40%，CO₂5%，N₂15%，温度380℃，压力2.0MPa，求CO平衡转化率。解：反应CO+H₂O⇌CO₂+H₂，Kp=exp(4577/6534.33)=12.8；设转化率为x，则：