2026年《洁净煤技术的试题及答案》(含解析)

2026年《洁净煤技术的试题及答案》(含解析)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在煤炭燃烧过程中，下列哪种元素是形成酸雨的主要前驱物？A.氮B.硫C.氧D.碳答案：B解析：煤中硫燃烧生成SO₂，SO₂在大气中进一步氧化生成SO₃，遇水形成硫酸，是酸雨的主要成分。2.循环流化床（CFB）锅炉采用石灰石炉内脱硫，其最佳Ca/S摩尔比通常为：A.0.5B.1.0C.2.0D.3.5答案：C解析：Ca/S=2.0时脱硫效率可达90%以上，继续提高Ca/S对效率提升边际效应递减且增加灰渣量。3.煤气化过程中，下列哪项操作参数升高会显著促进CH₄的生成？A.氧煤比B.气化温度C.气化压力D.水煤比答案：C解析：根据勒夏特列原理，CH₄生成反应为体积减小反应，升高压力有利于正向反应。4.下列哪种捕集CO₂的路线属于“燃烧前捕集”？A.胺法吸收B.钙循环C.空分制氧+IGCCD.富氧燃烧答案：C解析：IGCC中煤气化生成合成气（CO+H₂），经水气变换将CO转化为CO₂与H₂，CO₂在燃烧前被分离，属燃烧前捕集。5.关于低NOₓ燃烧技术，下列说法正确的是：A.提高燃烧温度可抑制热力型NOₓB.分级燃烧通过降低主燃区氧浓度抑制燃料型NOₓC.再燃区宜采用过量空气系数α>1.2D.SNCR脱硝最佳温度窗口为1350~1450℃答案：B解析：分级燃烧在主燃区形成富燃料区，降低氧浓度，抑制燃料型NOₓ生成；SNCR窗口为850~1050℃。6.某选煤厂采用重介旋流器分选，其分选密度ρ₅₀=1.55g/cm³，若入料中-1.45g/cm³级含量为28%，则理论精煤产率为：A.28%B.72%C.55%D.无法确定答案：D解析：仅知分选密度与某一密度级含量，无分配曲线或δ±0.1含量，无法计算理论产率。7.下列哪种干燥技术最适合低阶煤深度脱水且抑制自燃？A.烟道气回转窑B.过热蒸汽流化床C.太阳能温室D.微波干燥答案：B解析：过热蒸汽流化床在无氧环境下干燥，蒸发潜热可回收，干燥后煤孔隙结构收缩，复吸性低，自燃倾向显著降低。8.关于煤炭地下气化（UCG），下列说法错误的是：A.气化通道温度可达1200℃B.燃空区冒落可能导致地表沉降C.注入富氧可提高煤气热值D.气化残渣中重金属完全固化，无环境风险答案：D解析：UCG残渣中重金属可能随地下水淋溶迁移，需长期监测，并非“完全无风险”。9.某电厂采用富氧燃烧，烟气中CO₂浓度达到85%（干基），若采用冷却-压缩法液化CO₂，需将烟气冷却至：A.−56℃B.−78℃C.−120℃D.常温即可答案：A解析：CO₂三相点−56.6℃，0.518MPa，液化温度需低于临界温度31℃，但深度脱水后−56℃即可液化。10.下列哪种添加剂最能提高水煤浆（CWS）的静态稳定性？A.萘系减水剂B.羧甲基纤维素C.三聚磷酸钠D.碳酸钠答案：B解析：羧甲基纤维素（CMC）为高分子稳定剂，可形成三维网络抑制煤粒沉降。二、多项选择题（每题3分，共15分，多选少选均不得分）11.下列属于煤气化激冷流程特点的有：A.合成气出口温度约250℃B.激冷室可副产高压蒸汽C.激冷后合成气含饱和水蒸气高，适合后续变换D.比废锅流程投资低答案：A、C、D解析：激冷流程无高压蒸汽副产，出口温度低、水气比高，设备简单，投资低。12.关于化学链燃烧（CLC）技术，正确的是：A.载氧体在空气反应器中被氧化B.燃料反应器内可实现CO₂内分离C.煤直接CLC需考虑灰与载氧体分离D.载氧体活性顺序：CuO>Mn₂O₃>Fe₂O₃>NiO答案：A、B、C解析：活性顺序应为CuO≈NiO>Mn₂O₃>Fe₂O₃，D项错误。13.下列措施可降低干法选煤过程粉尘爆炸风险的有：A.采用惰性气体循环B.控制煤粉水分<2%C.安装爆破片D.降低设备密闭性答案：A、C解析：水分过低增加爆炸风险；降低密闭性无法抑制爆炸，反而增加扬尘。14.下列关于低阶煤提质说法正确的有：A.轻度热解可脱除含氧官能团B.提质煤热值提高但疏水性变差C.微波提质可实现体相加热，温度梯度小D.提质过程产生的焦油可进一步加氢制燃料答案：A、C、D解析：提质后煤疏水性改善，B项错误。15.下列属于CO₂地质封存盖层必备条件的有：A.渗透率<0.1mDB.突破压力>CO₂浮力C.厚度>5mD.含砂量>60%答案：A、B、C解析：盖层需低孔低渗、高突破压力、足够厚度；高含砂量意味着高渗，D错误。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）16.煤的哈氏可磨性指数HGI越高，越难磨。（×）17.富氧燃烧烟气循环比越高，炉内辐射换热系数越大。（√）18.水煤浆气化时，水煤浆浓度每提高1%，冷煤气效率约下降0.5%。（√）19.煤炭浮选过程中，捕收剂主要作用于煤粒表面使其亲水。（×）20.采用CaO作为CO₂吸附剂，碳酸化反应为放热反应，再生时需吸热。（√）21.低NOₓ燃烧器采用强旋流可拉长火焰，降低峰值温度，从而抑制热力型NOₓ。（√）22.煤的干燥无灰基挥发分V_daf>37%时，一定属于烟煤。（×）23.IGCC系统中，废热锅炉产汽压力等级越高，联合循环效率一定越高。（×）24.煤炭地下气化燃空区温度降低后，CH₄体积分数会升高。（√）25.采用NaClO₂溶液可同时脱除烟气中SO₂和NOₓ，称为氧化吸收法。（√）四、填空题（每空1分，共15分）26.煤的工业分析中，固定碳计算式：FC_ad=100−(_____+_____+_____)。答案：M_ad、A_ad、V_ad27.某烟煤收到基元素分析：C_ar=58%，H_ar=4%，O_ar=8%，N_ar=1%，S_ar=0.5%，M_ar=10%，A_ar=18.5%。其干燥无灰基碳含量C_daf=_____%。答案：28.循环流化床锅炉炉内脱硫反应方程式：CaCO₃→_____+_____；CaO+SO₂+_____→CaSO₄。答案：CaO、CO₂、½O₂29.水气变换反应方程式：CO+H₂O⇌_____+_____，该反应为_____（放热/吸热）。答案：CO₂、H₂、放热30.某电厂年耗煤300万吨，煤中硫分1.2%，若90%硫以SO₂形式排放，则年排放SO₂量为_____万吨。答案：30031.低阶煤微波干燥过程，介电损耗因子ε″与_____和_____呈正相关。答案：水分含量、温度32.富氧燃烧烟气中CO₂液化采用冷却-压缩法，需将烟气先冷却至−56℃，此时对应饱和压力为_____MPa。答案：0.51833.煤炭浮选三相泡沫稳定性可用_____指数评价，该值越大泡沫越稳定。答案：泡沫半衰期34.化学链燃烧中，CuO还原为Cu₂O的反应式：4CuO+CH₄→_____+_____+2H₂O。答案：2Cu₂O、CO₂35.采用13X分子筛变压吸附（PSA）分离CO₂/N₂，其分离机理主要依赖_____效应与_____效应。答案：平衡吸附、动力学五、简答题（每题8分，共24分）36.简述煤炭轻度热解提质抑制自燃的机理，并说明工艺参数如何优化。答案要点：（1）脱除含氧官能团（羧基、羟基），降低煤表面活性位点；（2）煤孔隙结构收缩，比表面积下降，减少氧气吸附量；（3）水分大幅降低，消除毛细凝聚；（4）产生少量惰性气体（CO₂、N₂）残留，稀释氧浓度；（5）优化：温度350−450℃避免过度缩聚；停留时间15−30min；冷却采用惰性气体+密闭输送；添加5%疏水剂（石蜡乳液）封闭微孔。37.比较IGCC与超超临界（USC）燃煤电厂在CO₂捕集方面的优劣。答案要点：IGCC优势：合成气压力高，CO₂分压高，可采用物理吸收（Selexol），再生能耗低；燃烧前捕集，烟气量小，设备尺寸小；捕集率易>90%。劣势：系统复杂，投资高，可用率受气化炉影响；空分制氧能耗大。USC优势：技术成熟，可用率>95%；若采用富氧燃烧，锅炉改造相对简单。劣势：烟气CO₂分压低，需化学吸收（胺法），再生能耗高（3.5−4.0GJ/tCO₂）；烟气量大，吸收塔体积大；富氧燃烧需空分，能耗与IGCC相当但无合成气显热回收。38.说明循环流化床锅炉实现超低NOₓ排放的耦合技术路线，并给出关键运行参数。答案要点：（1）低氧分级燃烧：一次风率45−50%，二次风分级送入，降低主燃区α至0.85；（2）床温控制：830−870℃，抑制热力型NOₓ；（3）SNCR：尿素溶液在旋风分离器入口（850−950℃）喷入，氨氮摩尔比NSR=1.2−1.4；（4）再燃：在炉膛上部引入10%气化气（CO+H₂）作为再燃燃料，再燃区α=0.9；（5）尾部SCR（可选）：低温催化剂（150−180℃）作为保底；（6）参数耦合：Ca/S=2.0保证脱硫；CO排放<50mg/m³作为燃烧完全指标；飞灰含碳量<2%避免未燃尽损失。六、计算题（共16分）39.（8分）某厂采用胺法捕集CO₂，烟气流量为1.2×10⁶m³/h（标态，干基），CO₂体积分数14%，捕集率90%，吸收液为30wt%MEA，循环量L=4000t/h，富液负载α₁=0.48molCO₂/molMEA，贫液负载α₂=0.20。求：（1）CO₂捕集量（t/h）；（2）验证吸收液循环量是否满足物料平衡；（3）若再生能耗为3.8GJ/tCO₂，求每小时再生热负荷。答案：（1）=（2）MEA摩尔流量：可吸收CO₂：Δ5508kmol/h<6750kmol/h，循环量不足，需提高至：=（3）Q40.（8分）某低阶煤含水35%（湿基），采用过热蒸汽流化床干燥，要求将水分降至5%（湿基）。处理量100t/h（湿煤），蒸汽入口温度180℃、压力1MPa（绝），出口蒸汽温度110℃，煤出口温度95℃。忽略热损失，求：（1）需蒸发水量；（2）蒸汽消耗量（kg蒸汽/kg水）；（3）若干燥器热效率78%，求实际蒸汽消耗量。已知：180℃蒸汽潜热2014kJ/kg，110℃蒸汽潜热2230kJ/kg，液态水比热4.2kJ/(kg·K)，煤干基比热1.2kJ/(kg·K)。答案：（1）干煤量：终湿煤量：蒸发水量：W（2）理论热量：水升温+蒸发：=煤升温：=总需热：Q每kg水理论蒸汽：=（3）实际蒸汽：=七、综合分析题（共25分）41.某660MW超超临界机组拟改造为富氧燃烧+CO₂捕集，原设计参数：煤耗率270g/(kWh)，煤收到基Q_net,ar=22MJ/kg，含碳54%，含硫0.8%，含氮1%。改造后采用空分制氧（95%O₂），烟气循环比72%，炉膛出口氧浓度28%（干基），CO₂捕集率90%，再生能耗3.6GJ/tCO₂，空分比功280kWh/tO₂。求：（1）改造后发电标准煤耗增加多少g/(kWh)？（2）若CO₂管输压力15MPa，需压缩功耗0.4MJ/tCO₂·km，输送距离200km，求吨CO₂全生命周期能耗（捕集+压缩+输送）占发电煤耗比例。（3）从能量、经济、环保角度评价该改造路线，并提出优化建议。答案：（1）原煤耗270g/(kWh)，对应碳排放：0.27捕集90%，需处理CO₂：0.481kg/kWh。再生热：0.481×3.6=1.732MJ/kWh，折标煤：=空分氧耗：理论需氧量按碳完全燃烧：0.27实际氧浓度28%，循环后氧量需提高，计算得氧耗约0.41kg/kWh，空分功耗：0.41折标煤：0.1148总增加：59+40.2≈99g/(kWh)。（2）压缩+输送：0.4全生命周期