2026年焦煤气化工考试题及答案

2026年焦煤气化工考试题及答案1.（单选）在焦煤气化过程中，若采用纯氧作为气化剂，其最显著的作用是A.降低煤气热值 B.减少氮氧化物排放 C.提高有效气（CO+H₂）体积分数 D.抑制CH₄生成答案：C解析：纯氧替代空气后，氮气被排除，煤气中惰性组分大幅下降，CO与H₂浓度同步升高，热值提升约25%—30%。2.（单选）某厂以6.0MPa水煤浆气流床气化焦炉煤气，当氧煤比由0.85m³/kg升至0.95m³/kg时，冷煤气效率的变化趋势为A.单调上升 B.先升后降 C.单调下降 D.基本不变答案：B解析：氧煤比过低则碳转化率不足，过高则显热损失增大，存在最佳值区间；0.9m³/kg附近效率峰值，0.95m³/kg已越峰顶。3.（单选）下列哪种耐材最适合用于焦煤气化炉渣口区域A.高铝浇注料（Al₂O₃75%） B.镁碳砖（MgO80%） C.铬刚玉砖（Cr₂O₃10%—Al₂O₃85%） D.硅酸铝纤维板答案：C解析：渣口同时承受1450℃以上熔渣冲刷与还原气氛，铬刚玉兼具高熔点、抗热震与抗渣侵蚀性能，寿命可达1200次热循环。4.（单选）焦煤气化副产焦油在800℃以上发生二次裂解，其主反应类型属于A.水煤气反应 B.甲烷重整 C.自由基链式裂解 D.酯化反应答案：C解析：高温下焦油大分子断裂为低分子烯烃、炔烃及碳，遵循自由基机理，与水煤气、重整无关。5.（单选）采用干法进料的焦煤气化装置，其粉煤水分一般控制在A.＜2% B.2%—5% C.5%—8% D.8%—12%答案：A解析：干法气流床要求粉煤流动性好，水分高于2%易架桥、堵塞锁斗，且降低有效气产率。6.（单选）下列关于焦炉煤气与焦煤气化气成分差异的描述，正确的是A.前者CH₄高、CO低，后者相反 B.前者H₂S高、COS低，后者相反 C.前者N₂低、Ar高，后者相反 D.前者CO₂高、H₂低，后者相反答案：A解析：焦炉煤气为干馏产物，富含25%—30%CH₄；气化气以CO、H₂为主，CH₄＜1%。7.（单选）在废锅流程中，合成气跨临界压力为9.8MPa，若采用螺旋翅片管，其翅片高度设计上限主要受限于A.烟气露点腐蚀 B.管内临界热流密度 C.翅片顶端烧损 D.焊接应力答案：B解析：高压下临界热流密度（CHF）骤降，翅片过高导致局部过热，引发DNB（偏离核态沸腾）。8.（单选）某厂采用Selexol脱除CO₂，当吸收塔液气比由1.2L/m³增至1.8L/m³时，净化气CO₂含量A.线性下降 B.指数下降后趋缓 C.先降后升 D.基本不变答案：B解析：液气比提高增强传质推动力，但1.6L/m³后接近平衡，边际效应递减。9.（单选）焦煤气化炉操作压力提高，对下游甲醇合成的影响是A.降低合成回路压缩功 B.增加催化剂结碳风险 C.提高单程转化率 D.减少汽包蒸汽产量答案：A解析：气化压力与合成压力差缩小，合成气压缩机段数减少，功耗下降8%—12%。10.（单选）下列哪项不是焦煤气化灰渣资源化利用途径A.水泥生料 B.筑路骨料 C.土壤改良剂 D.锂电池负极答案：D解析：灰渣主成分为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃，无石墨化结构，不具备储锂容量。11.（多选）影响焦煤气化炉耐火砖寿命的关键操作参数包括A.炉膛峰值温度 B.氧煤比波动幅度 C.渣层厚度 D.炉膛压力升降速率 E.煤浆粘度答案：A、B、C、D解析：峰值温度决定砖体蠕变；氧煤比波动导致渣型突变；渣层过薄过热砖面；升降压过快产生热应力。煤浆粘度影响火焰长度，但与砖寿命无直接关联。12.（多选）下列措施可有效抑制焦煤气化炉内结渣的是A.提高CaO/SiO₂比至1.3 B.降低灰熔点至1250℃ C.增加炉膛湍流强度 D.分层给氧 E.掺烧10%石灰石答案：A、C、D解析：高钙硅比提升灰熔点；湍流与分层给氧降低局部高温；降低灰熔点反而易结渣；石灰石分解吸热，但过量增加灰量，非最佳。13.（多选）关于焦煤气化废水特征，下列说法正确的是A.COD15000—30000mg/L B.氨氮2000—4000mg/L C.含难降解多环芳烃 D.pH4.5—6.5 E.氯离子＜100mg/L答案：A、B、C、D解析：气化废水高COD、高氨氮、低pH，含酚、萘、蒽等；氯离子因煤中含氯，通常500—1500mg/L，E错误。14.（多选）采用Rectisol（低温甲醇洗）工艺时，影响CO₂解吸塔再生能耗的因素有A.甲醇含水量 B.富液进料温度 C.再沸器温差 D.塔顶回流比 E.气提氮气流量答案：A、B、C、E解析：水分降低甲醇吸收能力，需加大循环；富液温度高增加闪蒸损失；再沸器温差决定热功；气提氮气降低CO₂分压，减少升温需求；回流比对再生能耗影响小。15.（多选）焦煤气化装置紧急停车联锁中，属于“三取二”逻辑的是A.炉膛高温＞1450℃ B.氧气管线压差低 C.煤浆流量低低 D.合成气出口压力高 E.汽包液位低低答案：B、C、E解析：氧管线压差、煤浆流量、汽包液位均设三取二，防止误动；温度、压力一般单点或双取二。16.（判断）焦煤气化炉壁面挂渣厚度越厚，炉膛散热损失越小，因此运行中应尽量增厚渣层。答案：错误解析：渣层过厚降低传热，导致炉膛超温，耐火砖蠕变加速，且渣层自重增大，易坍塌堵塞渣口。17.（判断）在相同H₂/CO比条件下，焦煤气化气比天然气重整制氢的碳排放强度更低。答案：正确解析：焦煤气化碳部分转化为CO₂，但煤基碳源替代天然气，减少化石燃料上游排放；且气化与变换一体化，综合碳强度低约15%。18.（判断）采用水激冷流程的焦煤气化装置，其合成气中水气体积分数一定高于废锅流程。答案：正确解析：激冷直接注水饱和，水气约50%—55%；废锅回收显热后水气仅15%—20%。19.（判断）焦煤气化飞灰经重力沉降室即可去除粒径＜10μm的颗粒，无需后续布袋除尘。答案：错误解析：沉降室对＞50μm颗粒效率较高，10μm以下需布袋或电除尘，否则后续工段催化剂磨损。20.（判断）提高焦煤气化炉负荷时，应优先提高氧煤比，再提升煤浆量，以保证火焰稳定。答案：错误解析：先提煤浆量会导致局部缺氧、析碳；正确顺序为先提氧量，再提煤浆，保持氧煤比恒定。21.（填空）某焦煤气化炉日投煤量2000t，碳转化率98%，煤含碳量78%，则每日产生的干基粗渣量约为______t。（灰分占煤量12%，粗渣占灰量70%）答案：2000×0.12×0.7÷(1-0.98×0.78/0.78)=168t解析：碳进入气相，灰分全部转为渣；粗渣占灰70%，故168t。22.（填空）若焦煤气化合成气成分为CO46%、H₂36%、CO₂14%、CH₄1%、N₂3%，则其低位热值（LHV）为______MJ/Nm³。答案：CO46%×12.63+H₂36%×10.78+CH₄1%×35.88=5.81+3.88+0.36=10.05MJ/Nm³解析：N₂、CO₂无热值，CH₄贡献显著。23.（填空）采用8.5MPa水煤浆气化，煤浆浓度62%，若要使氧煤比为0.88Nm³/kg，则每千克煤浆需配氧气______Nm³。答案：0.88×0.62=0.546Nm³解析：氧煤比以干基煤计，需乘以煤浆浓度。24.（填空）某废锅产生9.8MPa饱和蒸汽，汽包连续排污率3%，若给水总硬度为0.8μmol/L，要求炉水硬度≤15μmol/L，则理论排污率应为______%。答案：0.8/(15-0.8)×100=5.6%解析：物料平衡：给水量×硬度=排污量×炉水硬度，得排污率5.6%，实际3%不足，需软化。25.（填空）焦煤气化炉出口合成气温度1350℃，经废锅降温至340℃，若气量100000Nm³/h，平均比热1.45kJ/Nm³·K，则废锅回收热量______GJ/h。答案：100000×(1350-340)×1.45÷1000=146.45GJ/h解析：显热回收用于产汽，提高系统能效。26.（简答）说明焦煤气化炉运行中“渣口压差”突升的原因及处理措施。答案：原因：1.渣层过厚或挂渣脱落堵塞渣口；2.煤质突变，灰熔点降低，流量增大；3.氧煤比失调，炉膛温度下降，渣流动性变差；4.渣口耐材剥落，缩径。处理：1.降负荷10%—15%，提高氧煤比50℃以上；2.投用渣口空气炮或氮气反吹；3.调整助熔剂（石灰石）掺量，提高灰熔点；4.若压差持续＞80kPa，启动紧急降停车程序，切换激冷室排水，防止水倒灌。27.（简答）比较激冷与废锅流程在焦煤气化中的能耗差异，并给出量化数据。答案：激冷流程将1350℃合成气直接水淬至200℃，显热损失约2.1GJ/t煤，副产蒸汽0.3t/t煤（0.3MPa）；废锅流程回收显热产9.8MPa高压汽1.1t/t煤，发电220kWh/t煤，折合0.8GJ/t煤。综合能耗差：激冷比废锅高1.3GJ/t煤，对应多耗标煤44kg/t，CO₂排放增加0.12t/t。28.（简答）阐述焦煤气化废水中酚氨回收（Phenosolvan）工艺的机理与关键操作条件。答案：机理：利用二异丙醚（DIPE）对酚的选择性萃取，形成酚-醚络合物，实现相转移；氨以游离态存在水相，经蒸提脱除。关键条件：1.萃取温度45—50℃，过高醚挥发，过低粘度大；2.pH4.5—5.0，确保酚以分子态；3.相比（醚/水）1:5，理论级数4级；4.反萃用10%NaOH，温度80℃，酚钠盐进入水相，醚再生循环；5.氨蒸提塔顶温102℃，压力0.15MPa，塔顶氨水浓度≥20%。29.（简答）分析焦煤气化飞灰对SCR脱硝催化剂的影响，并提出缓解策略。答案：飞灰含碱金属K、Na及CaO，堵塞催化剂微孔，降低比表面积；同时砷中毒使V₂O₅活性中心失活。缓解：1.在气化炉后设高温陶瓷过滤器，将飞灰降至＜5mg/Nm³；2.选用TiO₂-SiO₂复合载体，提高抗碱能力；3.优化孔径分布至5—15μm，减少堵塞；4.增设超声波吹灰，频率20kHz，每班10min；5.控制烟气温度320—380℃，避免CaO与SO₃生成CaSO₄覆盖。30.（简答）说明焦煤气化与绿氢耦合的“蓝氢”路线碳减排潜力，并给出计算示例。答案：以年产10亿Nm³H₂为例，纯焦煤气化制氢碳排放0.96tCO₂/tH₂；若配套90%捕集率CCUS，排放降至0.096t；再用可再生电力电解水补充50%H₂，则综合排放0.048t，较天然气SMR（0.9t）减排95%。需绿电4.5TWh，对应风光装机2.8GW，投资约180亿元，碳交易收益按80元/t计，年收益7.4亿元，投资回收期12年。31.（计算）某焦煤气化装置年运行8000h，产合成气5×10⁹Nm³/a，成分CO48%、H₂38%、CO₂12%、CH₄2%。现拟建年产100万吨甲醇装置，求需回配多少比例合成气？（甲醇合成反应CO+2H₂→CH₃OH，CO₂+3H₂→CH₃OH+H₂O，单程转化率18%，循环比5:1）答案：理论耗气：每吨甲醇需H₂2100Nm³、CO700Nm³。年产100万吨需H₂2.1×10⁹Nm³、CO0.7×10⁹Nm³。合成气中原有H₂5×10⁹×0.38=1.9×10⁹Nm³，CO2.4×10⁹Nm³。缺口H₂0.2×10⁹Nm³，CO富余1.7×10⁹Nm³。通过CO₂+3H₂→CH₃OH+H₂O补氢，需CO₂0.2/3×10⁹=0.067×10⁹Nm³，耗H₂0.2×10⁹Nm³。合成气中CO₂0.6×10⁹Nm³，足够。总耗气：CO0.7×10⁹，H₂2.1×10⁹，CO₂0.067×10⁹，合计2.867×10⁹Nm³。占合成气比例：2.867/5=57.3%。考虑单程转化率18%、循环比5:1，新鲜气量=2.867/(1+0.18×5)=1.433×10⁹Nm³。比例：1.433/5=28.7%。答：需回配28.7%合成气。32.（计算）焦煤气化炉辐射废锅共布置600根φ38×6mm水管，管长12m，合成气侧对流传热系数450W/m²·K，管内水侧3500W/m²·K，管壁导热系数40W/m·K，求总传热系数K。答案：1/ho=1/450=0.00222，1/hi=1/3500=0.000286，δ/λ=0.006/40=0.00015，总热阻=0.00222+0.000286+0.00015=0.002656，K=1/0.002656=376W/m²·K。答：376W/m²·K。33.（计算）某厂焦煤气化炉投煤量150t/h，煤含硫0.6%，其中80%转化为H₂S，20%为COS，采用MDEA脱硫，要求净化气H₂S≤20mg/Nm³，求MDEA循环量。（MDEA对H₂S平衡溶解度0.85mol/mol，密度1020kg/m³，分子量119，硫回收率99.8%）答案：硫总量：150×0.006=0.9t/h=900kg/h，H₂S900×0.8=720kg/h=720/34=21.18kmol/h，COS180kg/h=180/60=3kmol/h，按H₂S当量计共24.18kmol/h。需脱除24.18×0.998=24.13kmol/h。MDEA循环量：24.13/0.85=28.4kmol/h=28.4×119=3380kg/h=3.31m³/h。考虑操作弹性1.5，循环量5m³/h。答：5m³/h。34.（计算）焦煤气化装置配套空分，氧纯度95%，氮纯度99.9%，求生产1Nm³O₂需多少空气。（空气中O₂20.9%，N₂78.1%）答案：设空气量V，则0.209V=0.95×1，V=4.55Nm³。副产氮：4.55×0.781=3.55Nm³，纯度99.9%，需扣除氩等，实际3.5Nm³。答：4.55Nm³。35.（计算）某焦煤气化炉渣口直