煤提质工内部技能考核试卷及答案

煤提质工内部技能考核试卷及答案一、单项选择题（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.煤的镜质组反射率测定中，标准片常用的材质是（）。A.蓝宝石  B.石英  C.金刚石  D.碳化硅答案：A2.下列指标中，最能直接反映煤的结焦性能的是（）。A.挥发分  B.灰熔点  C.最大胶质层厚度Y值  D.全水分答案：C3.在低温干馏炉（Lurgi–Spülgas）运行中，导致炉壁“挂渣”现象的根本原因是（）。A.入炉煤粒度偏大  B.炉顶温度过低  C.灰分中Fe₂O₃含量高  D.炉底蒸汽量过大答案：C4.煤提质过程中，采用“微波预处理+快速热解”工艺的主要目的是（）。A.降低灰分  B.提高比电阻  C.破坏煤的交联结构  D.脱除结晶水答案：C5.下列哪种气体在煤热解一次气中体积分数最高（）。A.CH₄  B.CO  C.H₂  D.CO₂答案：B6.在Shell粉煤气化炉中，煤粉输送载气常选用（）。A.氮气  B.二氧化碳  C.空气  D.水蒸气答案：A7.煤的哈氏可磨性指数（HGI）测定中，标准煤样与待测煤样筛分后，筛下量差值应控制在（）。A.±0.5g  B.±1.0g  C.±2.0g  D.±5.0g答案：B8.煤提质焦油加工装置中，酚水萃取塔常用的萃取剂是（）。A.甲基异丁基酮  B.二乙二醇  C.粗苯  D.磷酸三丁酯答案：A9.煤的干燥无灰基高位发热量Qgr,daf与收到基低位发热量Qnet,ar换算时，必须已知（）。A.全硫  B.氢含量  C.挥发分  D.真密度答案：B10.在煤提质装置中，循环流化床（CFB）锅炉尾部烟道增设“Al₂O₃基吸附剂”主要为了脱除（）。A.SO₃  B.HCl  C.HF  D.NOx答案：C11.煤的快速热解提油工艺中，气相停留时间一般控制在（）以内，以减少二次裂解。A.0.5s  B.2.0s  C.5.0s  D.10s答案：A12.下列哪种煤岩显微组分在反射光下呈“亮白—高突起”特征（）。A.镜质组  B.惰质组  C.壳质组  D.黏土矿物答案：B13.在煤提质废水“零排放”路线中，起“分盐结晶”作用的单元是（）。A.高密度沉淀池  B.多效蒸发器  C.冷冻结晶器  D.臭氧催化塔答案：C14.煤的差热分析（DTA）中，550℃附近放热峰对应的主要反应是（）。A.水分蒸发  B.二次裂解  C.芳香缩合  D.碳酸盐分解答案：C15.煤提质装置中，若电捕焦油器二次电流骤降，首先应检查（）。A.绝缘箱温度  B.煤气氧含量  C.高压硅整流变压器  D.电晕极线结焦答案：B16.煤的孔隙率测定常用气体是（）。A.O₂  B.N₂  C.He  D.CO₂答案：C17.在煤加氢气化（Hygas）工艺中，关键反应C+2H₂→CH₄为（）。A.放热反应  B.吸热反应  C.零热效应  D.视煤阶而定答案：A18.煤提质半焦用于高炉喷吹时，其粒度上限一般要求小于（）。A.1mm  B.3mm  C.5mm  D.8mm答案：B19.煤的接触角测定中，常用液体为（）。A.蒸馏水  B.正己烷  C.甘油  D.溴化钠溶液答案：A20.在煤提质项目环评中，SO₂总量核算采用的排放绩效单位是（）。A.kg/t煤  B.g/kWh  C.mg/Nm³  D.t/a答案：A二、多项选择题（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.下列因素会显著降低煤的软化温度（ST）的有（）。A.高CaO灰成分  B.高Fe₂O₃灰成分  C.高SiO₂/Al₂O₃比  D.高Na₂O灰成分答案：B、D22.煤提质过程中，造成“热解油尘含量超标”的设备原因有（）。A.旋风分离器效率下降  B.急冷塔喷头堵塞  C.电捕焦油器极距变大  D.热解炉布风板漏风答案：A、C、D23.下列属于煤的“活性组分”的有（）。A.镜质组  B.壳质组  C.惰质组  D.矿物质答案：A、B24.在煤提质废水处理中，有利于提高“可生化性”B/C比的预处理单元有（）。A.铁碳微电解  B.Fenton氧化  C.混凝沉淀  D.水解酸化答案：A、B、D25.下列措施可降低煤粉输送过程中的爆炸风险（）。A.氧含量控制在8%以下  B.采用CO₂惰化  C.提高煤粉水分至12%  D.增设爆破片答案：A、B、D26.煤的“最大胶质层厚度Y值”与下列指标呈显著正相关（）。A.挥发分  B.镜质组最大反射率  C.惰质组含量  D.灰分答案：A、B27.在煤提质半焦活化制活性炭工艺中，常用的活化剂有（）。A.水蒸气  B.CO₂  C.KOH  D.H₃PO₄答案：A、B、C、D28.下列属于煤热解气中“轻油”组分（常温常压下为液相）的有（）。A.苯  B.甲苯  C.萘  D.酚答案：A、B、C、D29.煤的“真密度”测定中，需排除的“封闭孔”气体有（）。A.He  B.N₂  C.CO₂  D.空气答案：B、C、D30.在煤提质项目节能评估中，属于“边界能耗”统计范围的有（）。A.原料煤干燥用蒸汽  B.焦油加氢装置循环氢压缩机电耗  C.生活区空调用电  D.煤气化岛自用电答案：A、B、D三、填空题（每空1分，共20分）31.煤的工业分析中，固定碳计算式：FCad=100−（_______+_______+_______）。答案：Mad、Aad、Vad32.煤的低位发热量Qnet,ar换算到标准煤耗时，标准煤发热量按_________MJ/kg计。答案：29.30733.在煤热解三相产物中，当升温速率为10℃/min、终温600℃时，典型烟煤的半焦产率约为_________%（daf基）。答案：65～7034.煤的哈氏可磨性指数HGI与磨机功耗呈_________相关关系。答案：负35.煤的“最大镜质组反射率”达到_________%时，进入无烟煤阶段（ISO11760）。答案：2.036.在煤提质废水“酚氨回收”单元，脱酸塔顶气相中H₂S体积分数一般控制在_________ppm以下，以防下游腐蚀。答案：10037.煤的“自由膨胀序数FSN”测定中，坩埚底部铺放的刚玉砂粒度为_________mm。答案：0.2～0.538.煤粉气流输送的“最小输送速度”通常用_________数（无量纲）判定。答案：Froude39.煤提质半焦用于烧结燃料时，要求硫分St,ad小于_________%。答案：0.640.在煤焦油加氢精制装置中，为防止反应器“飞温”，通常设置_________级冷氢注入。答案：三41.煤的“催化加氢气化”中，K₂CO₃催化剂失活的主要原因是_________。答案：钾流失（或钾与灰中SiO₂/Al₂O₃反应生成不溶性硅铝酸钾）42.煤的“程序升温氧化”实验（TPO）中，550℃附近耗氧峰对应_________结构燃烧。答案：芳香核43.在煤提质项目碳排放核算中，原料煤的“碳氧化率”默认取_________%。答案：9844.煤的“介孔”孔径范围按IUPAC定义为_________nm。答案：2～5045.煤热解气中“萘沉积温度”一般高于_________℃，需保温伴热。答案：80四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）46.煤的“灰熔点”越高，越易结渣。（ ）答案：×47.煤的“最大胶质层厚度Y值”随煤化度升高先增后降。（ ）答案：√48.在煤热解过程中，提高压力有利于提高焦油产率。（ ）答案：×49.煤的“真密度”测定中，氦气可进入全部孔隙，因此测值最大。（ ）答案：×50.煤的“自由膨胀序数FSN”与坩埚材质无关。（ ）答案：×51.煤提质半焦的“比电阻”随热解终温升高而增大。（ ）答案：√52.煤的“哈氏可磨性指数HGI”与煤的水分无关。（ ）答案：×53.在煤热解气中，CO₂体积分数随煤阶升高而降低。（ ）答案：√54.煤的“催化加氢气化”反应中，CH₄选择性随H₂/CO比升高而升高。（ ）答案：√55.煤的“介孔”孔容越大，其干燥速率越慢。（ ）答案：×五、简答题（共30分）56.（封闭型，6分）写出煤的“收到基低位发热量”Qnet,ar与“干燥无灰基高位发热量”Qgr,daf的完整换算公式，并说明各符号含义。答案：Qnet,ar=(Qgr,daf−206Had−23Mad)×(100−Mar−Aar)/100−24Mar式中：Qgr,daf—干燥无灰基高位发热量，kJ/kg；Had—干燥无灰基氢含量，%；Mad—空气干燥基水分，%；Mar—收到基水分，%；Aar—收到基灰分，%；206、23、24—经验系数，单位kJ/kg。57.（开放型，8分）简述“煤热解气中粉尘深度脱除”的三种典型技术路线，并比较其适用粒径范围与能耗特点。答案：（1）高温陶瓷滤筒：可耐350℃，对0.3μm以上颗粒效率>99.9%，压降3～5kPa，能耗低，但投资高，反吹再生需高温脉冲阀。（2）湿式电捕焦油器：工作温度50～60℃，对0.01μm焦油雾滴效率>98%，需循环水冷却，产生含酚废水，能耗中等。（3）金属纤维毡+脉冲反吹：耐温250℃，对1μm以上颗粒效率>99%，压降2～4kPa，可在线清灰，能耗介于陶瓷与电捕之间，适合中小规模装置。58.（封闭型，6分）列举造成“循环流化床锅炉炉膛结焦”的四个主要操作因素，并给出对应预防措施。答案：因素1：床温高于灰变形温度DT；措施：控制床温低于DT50℃。因素2：局部氧含量<2%，还原性气氛增强；措施：优化二次风配比，确保氧含量>3%。因素3：煤粒度>10mm，沉积底部；措施：筛分控制粒度<8mm。因素4：床压波动大，排渣不畅；措施：设置连续排渣+冷渣器，稳定床压。59.（开放型，10分）结合某厂年处理原料煤100万吨的低温热解装置，说明“酚氨回收+多效蒸发+冷冻分盐”废水零排放路线中，盐平衡计算的关键步骤与数据获取方法。答案：步骤1：确定废水来源与水量—煤气水50m³/h，含酚氨废水30m³/h，地坪冲洗5m³/h，合计85m³/h。步骤2：离子色谱分析获得Na⁺、Cl⁻、SO₄²⁻、CO₃²⁻、HCO₃⁻、Ca²⁺、Mg²⁺浓度，建立进水盐量表。步骤3：酚氨回收塔脱除CO₂、H₂S，碳酸盐转化为Na₂CO₃，计算CO₂带走量。步骤4：多效蒸发浓缩倍率取8倍，蒸发出水75m³/h，浓盐水量10m³/h，盐浓度提高至8倍。步骤5：冷冻结晶器−5℃下Na₂SO₄·10H₂O析出，离心分离得芒硝，母液返回蒸发器，计算Na₂SO₄带走量与母液循环量，确保系统Na⁺、Cl⁻平衡，无富集。数据获取：每日取瞬时样+月度加权平均，采用离子色谱+ICP–OES，误差<3%。六、计算题（共30分）60.（基础计算，10分）某烟煤工业分析结果如下：Mar=10.5%，Aar=8.2%，Var=28.0%，FCar=53.3%，St,ad=0.65%，Had=4.2%，Qgr,daf=34.5MJ/kg。（1）计算Qnet,ar（kJ/kg，保留整数）；（2）若锅炉效率91%，求吨汽标煤耗（kg标准煤/t汽，蒸汽焓值取2780kJ/kg，给水焓值取420kJ/kg）。答案：（1）代入换算式：Qnet,ar=(34500−206×4.2−23×1.2)×(100−10.5−8.2)/100−24×10.5=(34500−865−28)×81.3/100−252=33607×0.813−252=27260kJ/kg。（2）吨汽吸热量=2780−420=2360kJ/kg吨汽煤耗=2360/(27260×0.91)=0.095kg/kg=95kg/t标煤耗=95×27260/29307=88kg标准煤/t汽。61.（综合计算，10分）某低温热解炉直径3m，布风板开孔率3%，操作气速0.6m/s，炉顶温度550℃，煤气产量8000Nm³/h，煤气平均分子量22kg/kmol，炉内物料密度1200kg/m³，循环倍率15。求：（1）炉膛空塔气速（m/s，550℃下）；（2）颗粒循环量（t/h）；（3）若炉内反应需热1.2MW，循环颗粒温降50℃，求颗粒比热容（kJ/(kg·℃)）。答案：（1）550℃体积膨胀：Vₜ=V₀×(273+550)/273=8000×823/273=24120m³/h=6.7m³/s空塔面积A=π×3²/4=7.07m²空塔气速u=6.7/7.07=0.95m/s。（2）循环量=循环倍率×投煤量；投煤量由热平衡反算，但题给直接需求循环量，先求颗粒通量：Gs=ρp×(u−umf)×(1−ε)取umf=0.08m/s，ε=0.7Gs=1200×(0.95−0.08)×0.3=313kg/(m²·s)=1127t/(m²·h)全炉截面积7.07m²，循环量=1127×7.07=7960t/h。（3）Q=m·cp·ΔT→cp=Q/(m·ΔT)=1200/(7960×50)=0.30kJ/(kg·℃)。62.（分析计算，10分）某煤焦油加氢装置年处理30万吨焦油，密度1.05t/m³，硫含量0.8%，氮含量0.6%，要求产品硫<50ppm，氮<10ppm。已知：催化剂体积空速0.5h⁻¹，硫、氮脱除均为一级反应，速率常数kS=8h⁻¹，kN=6h⁻¹。求：（1）所需催化剂体积（m³）；（2）若反应器高径比取5，求反应器直径（m，取整）；（3）若催化剂寿命2年，求年催化剂消耗量（m³/a）。答案：（1）一级反应：C/C₀=e^(−kτ)，τ=1/SV=2h硫出口：Cₛ=0.8%×e^(−8×2)=0.8×e^(−16)=0.8×1.125×10⁻⁷=9ppm<50ppm，满足。氮出口：Cɴ=0.6%×e^(−6×2)=0.6×e^(−12)=0.6×6.14×10⁻⁶=37ppm>10ppm，不满足。需提高τ：10=6000×e^(−6τ)→e^(−6τ)=1/600→τ=ln600/6=5.2/6=0.867hSV=1/0.867=1.15h⁻¹催化剂体积V=Q/SV=(300000/1.05/8000)/1.15=35.7/1.15=31m³。（2）高径比H/D=5，V=πD²H/4=5πD³/4→D³=4V/(5π)=4×31/(5×3.14)=7.9→D=2.0m。（3）年耗=31/2=15.5m³/a。七、综合应用题（共20分）63.某企业拟对年产120万吨的褐煤提质项目进行升级，目标：①热解水零排放；②半焦水分<5%；③焦油尘含量<50mg/kg；④系统热效率>82%。给定：褐煤Mar=35%，Mad=12%，Aar=10%，Var=45%，Qnet,ar=14MJ/kg，焦油产率8%（ar），半焦产率50%（ar），热解气产率15%（ar），热解水12%（ar）。要求：（1）画出物料平衡简图（文字描述即可，标注主要流股质量百分数）；（2）提出“热解水回用+多效蒸发+热泵干燥”工艺路线，说明关键设备与能量耦合点；（3）计算系统理论热效率，并给出提高2%的技术措施。答案：（1）物料平衡（以100kg褐煤计）：—入方：褐煤100kg；—出方：半焦50kg（其中水5kg，干基45kg），焦油8kg，热解气15kg，热解水12kg，蒸发水分15kg（原煤表面水35−12−5=18kg，干燥段蒸发18kg，其中3kg随干燥尾气排大气，15kg冷凝回用）。（2）工艺路线：热解水12