2026年能源化工综合利用(能源综合利用)试题及答案

2026年能源化工综合利用(能源综合利用)试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填在括号内）1.在煤基多联产系统中，将煤气化后的合成气用于联合循环发电（IGCC）与甲醇合成，其能量利用效率提升的关键在于（）A.提高气化炉出口温度B.采用高温燃料电池C.合成气组分梯级利用与热集成D.增大空分装置规模2.某炼厂拟利用低温余热驱动有机朗肯循环（ORC）发电，下列工质中，最适合在80~120℃热源条件下运行的是（）A.R245faB.水C.氨D.CO₂3.关于风光制氢耦合系统的“电-氢-电”模式，下列说法正确的是（）A.电解槽必须全年满负荷运行B.储氢罐容量越大，系统弃风率一定越低C.燃料电池动态响应速度制约电网调峰能力D.风光出力波动对氢气纯度无影响4.在天然气液化（LNG）过程中，若采用丙烷预冷混合制冷剂循环（C3/MRC），能耗最高的单体设备通常是（）A.丙烷压缩机B.主冷箱C.BOG压缩机D.高压泵5.某化工厂副产氢气量为8000Nm³·h⁻¹，氢气纯度85%，其余为N₂、CH₄。若采用变压吸附（PSA）提纯至99.999%，氢气回收率典型值为（）A.55%B.75%C.90%D.98%6.关于碳捕集与封存（CCS）中胺法吸收，下列措施可显著降低再生热耗的是（）A.提高吸收塔压力B.采用新型相变胺C.增大循环水量D.降低CO₂捕集率7.在生物质与煤共气化实验中，随着生物质掺混比提高，合成气中H₂/CO体积比的变化趋势为（）A.单调上升B.单调下降C.先升后降D.基本不变8.某油田采用CO₂驱油（EOR）同时实现封存，监测发现生产井CO₂体积分数突增，最可能的原因是（）A.盖层密封失效B.注入井套管腐蚀C.油井动液面下降D.地层水矿化度升高9.关于熔融碳酸盐燃料电池（MCFC），下列说法错误的是（）A.工作温度约650℃，可实现内重整B.阴极反应消耗CO₃²⁻C.阳极排气可直接进入燃烧室回收热量D.镍阴极易发生蠕变10.在大型光伏-储能一体化电站中，若采用磷酸铁锂电池，其循环寿命与下列哪项因素关系最弱（）A.放电深度B.温度C.充电倍率D.逆变器效率11.某企业拟利用工业副产石膏（CaSO₄·2H₂O）生产硫酸并联产水泥，该工艺属于（）A.湿法硫酸B.硫铁矿焙烧C.石膏制酸D.接触法12.关于氢气管道输送，下列说法正确的是（）A.X80钢可直接用于纯氢输送B.氢气掺混10%（vol）进入天然气管网，无需任何材料改造C.氢脆风险随操作压力升高而增大D.氢气黏度高于甲烷，压降更小13.某炼化一体化园区构建“蒸汽梯级利用”系统，下列措施最能体现“温度对口、梯级利用”原则的是（）A.将9.8MPa蒸汽先驱动背压汽轮机，再供3.5MPa工艺用户B.全部蒸汽经减温减压后直供低位用户C.采用燃气锅炉补汽D.回收凝结水直接排放14.在铝电解槽中，若采用惰性阳极技术，理论上可消除（）A.CO₂排放B.HF排放C.PFC排放D.阳极效应15.关于地下储氢（盐穴），下列说法错误的是（）A.渗透率低、密封性好B.垫底气可采用氮气C.氢气与盐层反应生成HClD.工作压力窗口受最小/最大应力约束16.某煤制油项目采用费托合成，其合成气H₂/CO=1.8，需通过（）调节至2.0A.水煤气变换B.甲烷重整C.膜分离D.深冷分离17.在炼油厂加氢裂化装置中，循环氢脱硫的主要目的是（）A.降低反应器压降B.减少催化剂结焦C.提高氢分压D.抑制硫化氢应力腐蚀18.关于钠离子电池储能电站，下列说法正确的是（）A.能量密度高于三元锂电池B.低温性能优于磷酸铁锂C.正极材料不含镍钴，资源约束小D.必须采用有机液态电解液19.某园区构建“光伏→电解槽→合成氨”链条，若光伏年利用小时1300h，电解槽额定功耗4.5kWh·Nm⁻³-H₂，合成氨耗氢量760Nm³·t⁻¹，则1MW光伏约可年产氨（）A.25tB.38tC.52tD.70t20.在大型风电制氢项目中，当电解槽采用“部分负荷+启停”模式运行时，对电解槽性能衰减影响最大的因素是（）A.启停次数B.电流密度C.电解液温度D.氢气背压二、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，请将所有正确选项的字母填在括号内，漏选、错选均不得分）21.下列技术路线可实现CO₂负排放的有（）A.生物质耦合CCS（BECCS）B.直接空气捕集（DAC）C.玄武岩CO₂矿化D.天然气重整制氢+CCS22.关于绿氢与灰氢的全生命周期碳排放比较，下列因素中需纳入核算边界的有（）A.天然气上游甲烷泄漏B.可再生能源发电设施建造C.氢气运输方式D.电解水用水的去离子过程23.在煤基多联产系统中，采用“甲醇/电力”双联产模式的优势包括（）A.合成气一次通过，取消循环机B.可依据市场灵活调节醇/电比例C.甲醇合成放热用于提高蒸汽参数D.降低单位产品投资24.下列属于工业副产氢“潜在资源”的有（）A.氯碱工业阳极气B.丙烷脱氢尾气C.焦炉煤气D.合成氨驰放气25.关于氨燃料在发电领域的应用，下列说法正确的有（）A.氨层流燃烧速度低于甲烷B.燃氨涡轮机需解决NOx排放C.液氨体积能量密度高于液化氢D.氨裂解制氢可副产氮气26.在大型光伏电站中，采用“直流1500V”系统相较于1000V系统可带来（）A.线损降低B.逆变器数量减少C.组串长度增加D.组件PID效应加剧27.下列措施可提高天然气蒸汽重整（SMR）制氢能效的有（）A.预燃CO₂捕集B.高温烟气预热原料C.采用氢气膜反应器D.提高水碳比28.关于锂离子电池梯次利用于储能，需重点评估的指标有（）A.剩余容量B.直流内阻C.循环保持率D.壳体腐蚀29.在煤制烯烃（MTO）工艺中，下列可降低吨烯烃水耗的技术有（）A.反应气高效分离B.废水近零排放C.采用新型SAPO-34催化剂D.提高反应温度30.下列属于“氢能冶金”技术路线的有（）A.氢气直接还原铁（DRI）B.氢等离子熔融还原C.高炉喷吹氢气D.氢气煅烧石灰石三、判断题（每题1分，共10分。请判断下列说法是否正确，正确的填“√”，错误的填“×”）31.在超临界CO₂布雷顿循环中，CO₂在透平出口仍处于超临界状态。（）32.采用碱性电解水制氢时，电解液KOH质量分数越高，电解电压一定越低。（）33.风光制氢系统中，若电解槽可在20%额定负荷下稳定运行，则可显著降低弃风弃光率。（）34.煤直接液化（DCL）工艺中，反应器空速越高，油品产率一定越高。（）35.玄武岩纤维增强复合材料可用于氢气储罐，其抗氢渗透性能优于碳纤维。（）36.在天然气液化链中，BOG再冷凝工艺比直接压缩工艺更节能。（）37.钠离子电池负极硬碳材料的首周不可逆容量主要来源于电解液分解。（）38.采用“电转气”（P2G）技术将绿氢与CO₂甲烷化，可实现可再生能源长期季节性存储。（）39.氨作为船用燃料，其自燃温度高于柴油，因此更容易实现压燃。（）40.在煤基多联产系统中，若采用CO₂捕集，醇/电联产模式的碳排放强度一定低于分产模式。（）四、计算题（共30分。请写出必要的公式、步骤与单位）41.（10分）某炼厂拟回收催化裂化装置再生烟气余热，烟气流量180000Nm³·h⁻¹，温度280℃，比热容按1.4kJ·(Nm³·K)⁻¹。若采用余热锅炉产生3.5MPa、450℃过热蒸汽（焓值3330kJ·kg⁻¹），给水温度105℃（焓值440kJ·kg⁻¹），锅炉效率88%，求每小时产汽量。（忽略散热损失）42.（10分）某风光制氢项目配置100MW光伏、50MW风电，电解槽总额定功率100MW，最小运行负荷20%。当地光伏年满发小时1400h，风电2200h。风光出力互补后，等效满负荷小时2500h。若电解槽年运行小时为3500h，其中2000h满负荷、1500h部分负荷（平均负荷系数0.5），求年弃电量。43.（10分）某煤制油厂采用费托合成，合成气量200000Nm³·h⁻¹，H₂/CO=2.0。现拟将其中20%合成气用于高温燃料电池（MCFC）发电，电池燃料利用率85%，单电池工作电压0.75V，法拉第效率100%。若电池堆由单电池串联组成，单电池面积0.2m²，电流密度200mA·cm⁻²，求所需单电池数量与电堆总功率。（法拉第常数F=96485C·mol⁻¹，合成气按理想气体，标准摩尔体积22.4Nm³·kmol⁻¹）五、综合论述题（20分）44.结合“双碳”目标，论述大型炼化一体化基地构建“绿氢—CCUS—高端化工”耦合体系的必要性、关键技术瓶颈及解决方案（要求：观点明确，论据充分，不少于600字）。【卷后答案与解析】一、单选1.C2.A3.C4.A5.B6.B7.A8.A9.B10.D11.C12.C13.A14.A15.C16.A17.D18.C19.B20.A二、多选21.AB22.ABC23.BC24.ABCD25.ABCD26.ABC27.BC28.ABC29.ABC30.ABCD三、判断31.×（出口压力低于临界压力）32.×（过高黏度增大欧姆极化）33.√34.×（空速过高，转化率下降）35.√36.√37.√38.√39.×（自燃温度高，压燃困难）40.√（热集成+碳循环）四、计算题41.解：烟气放热量有效利用热产汽量D42.解：年风光理论发电量合计250GW·h电解槽年耗电量弃电量（负值表示电量不足，实际弃电0）故年弃电量为0。43.解：合成气中CO+H₂总摩尔流量n燃料利用率85%，则参与反应摩尔流量按H₂+CO→H₂O+CO₂+2e⁻，每摩尔燃料2法拉第电量I单电池电流串联数量N总功率P（注：实际工程需并联，此处按理想串联计算）五、综合论述（要点示例）必要性：炼化基地年排放CO₂超千万吨，绿氢替代灰氢可削减排碳30%以上；CCUS提供负碳手段；高端化工（如EVA、POE）需高纯CO₂作原料，形成碳循环。瓶颈：