炼焦工艺与设备备煤工艺考试卷模拟考试题及答案

炼焦工艺与设备备煤工艺考试卷模拟考试题及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内。）1.在炼焦配煤中，气煤的主要特点是（）。A.结焦性好，收缩度大B.挥发分高，粘结性较差C.硫分低，灰分高D.胶质体厚度大，膨胀压力大2.煤炭在焦炉炭化室内隔绝空气加热，经过一系列物理化学变化，最终生成的产品中，最主要的气体产物是（）。A.氢气（H₂）B.甲烷（CH₄）C.一氧化碳（CO）D.氮气（N₂）3.备煤车间中，用于将煤料破碎到规定粒度范围的常用设备是（）。A.颚式破碎机B.锤式破碎机C.圆锥破碎机D.辊式破碎机4.焦炉的“加热水平”是指（）。A.炭化室高度与燃烧室高度之差B.燃烧室顶盖高度低于炭化室顶的高度差C.焦炉总高度D.跨越孔的高度5.在焦炉机械中，负责将炼好的焦炭从炭化室推出的设备是（）。A.装煤车B.推焦车C.拦焦车D.熄焦车6.衡量煤结焦性能的重要指标，胶质层最大厚度（Y值）的单位是（）。A.毫米（mm）B.厘米（cm）C.米（m）D.微米（μm）7.焦炉炭化室内的煤料在结焦过程中，其传热方式主要是（）。A.对流传热B.辐射传热C.导热D.上述三种方式同时存在且比例相当8.为了保证焦炭质量稳定，配煤精确度一般要求控制在（）。A.±1%B.±2%C.±3%D.±5%9.干熄焦与湿熄焦相比，主要优点在于（）。A.工艺简单，投资少B.回收红焦显热，提高焦炭质量C.熄焦时间短D.操作人员少10.焦炉砌体中，最关键、最容易损坏的部位是（）。A.蓄热室B.斜道区C.炭化室墙D.炉顶11.煤的干燥工艺中，通常使用的热载体是（）。A.高炉煤气B.焦炉煤气C.烟道废气D.过热蒸汽12.焦炉推焦串序通常采用“9-2”串序，其主要目的是（）。A.提高推焦效率B.均匀加热，保护炉体C.方便机械操作D.减少烟尘排放13.焦炭的转鼓强度指标M40是指（）。A.抗碎强度B.耐磨强度C.反应性D.反应后强度14.在焦炉加热系统中，调节气流分配的重要部件是（）。A.交换旋塞B.调节旋塞C.上升管D.集气管15.焦炉生产中，炭化室内的焦饼中心温度达到（）时即认为成熟。A.850℃B.900℃C.950℃～1000℃D.1100℃16.煤调湿（CMC）工艺的主要作用是（）。A.降低煤料水分，稳定装炉煤堆密度B.提高煤料水分，防止粉尘C.增加煤料粘结性D.降低焦炭灰分17.焦炉的护炉铁件中，用于保护炉柱并传递上部弹簧压力给炉柱的构件是（）。A.保护板B.炉门框C.大保护板D.纵拉条18.下列哪种煤种在配煤中主要起到瘦化作用，减少焦炭裂纹？（）A.焦煤B.肥煤C.瘦煤D.气煤19.焦炉集气管上设置的氨水喷洒系统，其主要作用不包括（）。A.冷却荒煤气B.清洗焦油渣C.保持集气管压力稳定D.增加煤气热值20.捣固炼焦工艺的特点是（）。A.装炉煤堆密度低B.适合炼制高挥发分弱粘结性煤C.焦炭机械强度低D.炭化室高度较高二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题列出的五个备选项中有两个至五个是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内。多选、少选、错选均不得分。）1.炼焦化学产品回收系统中，荒煤气在集气管处被冷却后，冷凝下来的产物包括（）。A.焦油B.硫铵C.粗苯D.水分E.煤尘2.影响焦炭质量的因素主要有（）。A.配煤质量B.装炉煤水分C.焦炉加热制度D.炼焦速度E.熄焦方式3.焦炉“四大车”指的是（）。A.装煤车B.推焦车C.拦焦车D.熄焦车E.电机车4.煤炭按煤化程度分类，属于炼焦用煤且粘结性较好的煤种有（）。A.气煤B.肥煤C.焦煤D.瘦煤E.褐煤5.备煤工艺流程中，煤的预处理主要包括（）。A.配煤B.粉碎C.筛分D.干燥E.选煤6.焦炉砌体用硅砖的优点包括（）。A.荷重软化温度高B.高温下体积稳定C.导热性能好D.成本低E.抗热震性好7.焦炉加热用的燃料，通常可以是（）。A.焦炉煤气B.高炉煤气C.发生炉煤气D.天然气E.柴油8.造成焦炉推焦困难（难推焦）的原因可能有（）。A.加热温度过低，焦饼未熟B.装煤水分过大C.收缩度不够，石墨沉积过多D.炉墙变形E.炭化室压力过大9.焦炉烟囱的作用包括（）。A.产生吸力，排出废气B.减少环境污染C.调节焦炉压力D.储存废气E.作为点火装置10.现代焦炉为了提高环保水平，采取的措施包括（）。A.装煤孔盖密封B.上升管高压氨水喷洒C.焦侧除尘拦焦车D.干熄焦工艺E.敞开式熄焦三、判断题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。请判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。）1.炼焦过程中，煤料析出的挥发分全部从炭化室顶部逸出。（）2.肥煤是炼焦配煤中的基础煤种，具有很强的粘结性，能保证焦炭的耐磨强度。（）3.焦炉的炭化室锥度（大头宽度减去小头宽度）是为了便于推焦而设计的。（）4.捣固炼焦可以多用高挥发分气煤，但必须采用散装煤方式。（）5.焦炉的结焦时间是指从平煤开始到推焦开始的时间间隔。（）6.焦炉煤气中氢气含量高，因此热值比高炉煤气低。（）7.煤的干燥度越高（即水分越低），装炉煤的堆密度就越大。（）8.焦炉交换机的作用是定期改变焦炉加热系统气流方向，即定期进行加热和排气交换。（）9.焦炭的灰分主要来源于煤中的矿物质，在炼焦过程中全部转入焦炭。（）10.焦炉蓄热室的作用仅仅是储存热量，不参与气流分配。（）11.上升管和集气管内荒煤气的温度通常在800℃左右。（）12.焦炉炉体纵向膨胀主要靠炉顶的纵拉条来控制。（）13.在配煤计算中，配合煤的工业分析指标可以按加和性原则进行近似计算。（）14.推焦电流是判断焦饼成熟程度和推焦难易的重要参数，推焦电流过大说明焦饼过火。（）15.焦炉的炉门刀边部位采用弹簧压紧，主要是为了防止冒烟漏火。（）四、填空题（本大题共20空，每空1分，共20分。请将正确答案填在题中的横线上。）1.煤在隔绝空气条件下加热至950℃左右，经高温热解得到的固体残渣称为______。2.在配煤比例中，焦煤和肥煤通常被称为______煤，它们是保证焦炭强度的骨架。3.备煤工艺中，常用的粉碎工艺流程有“先配后粉”和______。4.焦炉炭化室的长、宽、高尺寸称为______，它是焦炉规格的重要标志。5.焦炉加热系统由______、燃烧室、斜道区和蓄热室组成。6.焦炉煤气在蓄热室中与格子砖进行热交换，其目的是______。7.焦炉的燃烧室通常分为______个立火道，以便于调节高向加热。8.焦炉推焦时，为了防止推焦杆过热损坏，通常设有______系统。9.焦炭的转鼓强度指标中，M10表示焦炭的______强度。10.煤的干燥（调湿）可以降低入炉煤水分，减少焦炉耗热量，每降低1%水分，大约可降低耗热量______kJ/kg煤。11.焦炉的“一次除尘”通常指______过程中的烟尘治理。12.焦炉炉体最上部的部分是______，设有装煤孔、上升管孔和看火孔。13.焦炉护炉铁件包括保护板、炉柱、______和纵拉条等。14.焦炉的加热制度包括标准温度、______、吸力、蓄热室顶部温度等参数。15.在焦炉压力制度中，为了防止荒煤气漏入燃烧室烧坏炉体，必须保持炭化室压力______燃烧室压力（在结焦末期）。16.干熄焦锅炉产生的蒸汽通常用于______或发电。17.焦炉煤气的粗苯回收一般采用洗油洗涤法，常用的洗油有焦油洗油和______。18.焦饼中心温度测量点通常位于炭化室高度方向的______处。19.焦炉的开工烘炉阶段，硅砖在______温度范围内由于晶型转变会产生较大的体积膨胀，需严格控制升温速度。20.焦炉机械中，______车负责将红焦从导焦栅导入熄焦车或干熄焦罐。五、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分。）1.简述配煤炼焦的基本原理及主要意义。2.画出焦炉炭化室内煤料结焦过程的“层状结焦”示意图（文字描述各层特点），并说明为何中间层焦炭质量较差。3.简述焦炉“蓄热室”的结构特点及其在焦炉热交换中的作用。4.什么是焦炉的“石墨”沉积？它对焦炉生产有何利弊？5.简述干熄焦（CDQ）工艺的基本流程及其主要优点。6.简述焦炉机械中推焦车的主要机构及其功能。六、计算与分析题（本大题共3小题，共45分。）1.（15分）某焦化厂配煤方案如下：气煤30%，肥煤30%，焦煤25%，瘦煤15%。已知各单种煤的干燥基灰分（Ad）分别为：气煤8.0%，肥煤10.0%，焦煤11.0%，瘦煤9.5%。各单种煤的干燥基挥发分（Vdaf）分别为：气煤38.0%，肥煤32.0%，焦煤24.0%，瘦煤14.0%。（1）请计算配合煤的干燥基灰分和干燥基挥发分。（保留两位小数）（2）若配合煤的水分为10%，求收到基灰分（Aar）。2.（15分）一座JN43-80型焦炉，炭化室有效长度为13.98米，平均宽度为0.45米，有效高度为3.8米。装炉煤的堆密度为0.75t/m³（干基），全水分为10%，结焦时间为17.5小时。（1）计算一个炭化室一次装干煤量（吨）。（2）计算该焦炉的全炉日产焦炭量（吨），假设全炉共有42孔炭室，焦炉利用系数按0.98计算，成焦率取75%（干煤对干焦）。（3）若每孔操作时间为10分钟，计算该焦炉最大可能的理论周转时间，并判断当前17.5小时的结焦时间是否合理。3.（15分）某焦炉在推焦过程中出现推焦电流过大，且发生推焦杆震动现象，经检查发现焦饼中心温度已达到1000℃以上，但焦饼收缩不明显。（1）分析造成该现象的可能原因（至少列举三点）。（2）针对上述原因，提出相应的操作与维护措施。（3）如果该现象持续发生，对焦炉炉体有何长期危害？参考答案一、单项选择题1.B2.A3.B4.B5.B6.A7.C8.A9.B10.C11.C12.B13.A14.B15.C16.A17.A18.C19.D20.B二、多项选择题1.ADE2.ABCDE3.ABCD4.ABCD5.ABCD6.AB7.ABC8.ABCD9.AB10.ABCD三、判断题1.×（部分挥发分在半焦形成阶段析出，并非全部从顶部逸出，且部分会分解）2.√3.√4.×（捣固炼焦必须采用捣固装煤，煤饼堆密度高，不是散装）5.√6.×（焦炉煤气热值高，氢气含量高导致密度低，但热值约17-19MJ/m³，高炉煤气仅3-4MJ/m³）7.√8.√9.×（部分矿物质在高温下分解还原，如硫分部分逸出，灰分产率略低于煤的灰分）10.×（蓄热室通过格子砖蓄热，同时通过斜道连接燃烧室，配合小烟道进行气流分配）11.×（离开炭化室后在上升管内被氨水冷却，温度降至80-100℃左右）12.√13.√14.×（推焦电流过大通常表示焦饼收缩不好、过生或炉墙变形，过熟通常电流平稳偏低，除非严重过熟导致石墨过多阻碍推焦，但一般“过生”或“收缩不好”是主因）15.√四、填空题1.焦炭2.强粘结3.先粉后配4.炭化室尺寸5.炭化室6.提高热效率，回收废气显热预热空气或煤气7.28或32（常见的双联火道结构，如JN43型为28，JN60型为32，填合理数字即可）8.空气冷却（或吹风冷却）9.耐磨10.60~80（填约60即可）11.装煤12.炉顶13.横拉条14.煤气流量（或空气系数、烟囱吸力）15.大于（或微正压，即炭化室压力>燃烧室压力，防止烧坏炉墙）16.工业生产（或驱动汽轮机）17.石油洗油18.中心线（或1/2高度处）19.117℃~300℃（或200℃左右，石英相变温度区）20.拦焦五、简答题1.简述配煤炼焦的基本原理及主要意义。答：基本原理：将多种不同牌号的单种煤，按照一定的比例配合均匀，使得配合煤的炼焦性能指标（如胶质层厚度、粘结指数、挥发分等）达到优质焦炭生产的要求，从而在焦炉中炼出符合质量标准的焦炭。主要意义：（1）合理利用煤炭资源，将劣质煤（如高挥发分气煤、弱粘结煤）适量配入优质炼焦煤中，扩大炼焦煤源。（2）改善焦炭质量，通过配煤调节焦炭的冷态强度（M40、M10）和热态性能（CRI、CSR）。（3）降低生产成本，减少昂贵强粘结性煤（如焦煤、肥煤）的用量，增加廉价煤用量。（4）平衡焦炉操作，稳定装炉煤质量，保证焦炉热工制度的稳定和炉体长寿。2.画出焦炉炭化室内煤料结焦过程的“层状结焦”示意图（文字描述各层特点），并说明为何中间层焦炭质量较差。答：层状结焦过程描述（从两侧炉墙向中心）：（1）湿煤层：位于炭室中心，温度低，水分未完全蒸发，呈塑性状态。（2）干煤层/塑性层：靠近湿煤层，煤受热软化，形成胶质体，熔融粘结。（3）半焦层：温度进一步升高（300-500℃），胶质体固化，形成多孔半焦。（4）焦炭层：靠近炉墙侧，温度高（>1000℃），半焦经高温缩聚，形成结构致密的焦炭。中间层焦炭质量较差的原因：（1）温差最大，收缩应力大：中间层最后成焦，与其两侧已固化的半焦层结合面处，由于温度梯度大，收缩产生的应力集中，容易产生裂纹。（2）气孔率大：中间层处于胶质体固化阶段，析出的气体不易逸出，导致气孔结构粗大，组织疏松。（3）加热速度慢：相比靠近炉墙的部分，中间层升温速度慢，可能影响其结构的致密化程度。3.简述焦炉“蓄热室”的结构特点及其在焦炉热交换中的作用。答：结构特点：（1）位于焦炉炉体下部，通过斜道与燃烧室相连。（2）内部设有格子砖，分为若干个分格（通常为煤气、空气、废气蓄热室）。（3）顶部有蓄热室顶，下部有小烟道，设有交换旋塞和调节旋塞。作用：（1）蓄热：在上升气流（加热）阶段，吸收由燃烧室下来的高温废气的显热，传递给格子砖储存。（2）预热：在下降气流（换向后）阶段，格子砖将储存的热量释放给进入的冷空气或贫煤气，使其预热至1000℃以上，从而提高燃烧温度，节约燃料，提高焦炉热效率。（3）气流分配：通过小烟道的调节旋塞，可以调节进入各蓄热室的空气或煤气量，从而调节燃烧室的加热情况。4.什么是焦炉的“石墨”沉积？它对焦炉生产有何利弊？答：定义：石墨是指荒煤气中的碳氢化合物在高温缺氧条件下（如炉墙表面、砖缝处）发生热解，沉积出的固态碳，主要附着在炭化室墙表面和砖缝处。利：（1）适量的石墨沉积可以填补炉墙砖缝，增强炉墙的气密性，防止荒煤气漏入燃烧室。弊：（1）石墨沉积过多会增加炉墙热阻，降低传热效率，导致标准温度升高。（2）严重石墨化会减小炭化室有效锥度，增加推焦阻力，导致难推焦甚至推焦杆折断。（3）石墨在推焦时剥落，可能堵塞上升管或集气管，或增加焦炭中的灰分。5.简述干熄焦（CDQ）工艺的基本流程及其主要优点。答：基本流程：（1）红焦运输：从炭化室推出的红焦（约1000℃）由焦罐车接取并运至干熄焦提升井。（2）提升装料：提升机将焦罐提升至干熄槽顶部，装入预存室。（3）冷却排焦：红焦在冷却室与惰性气体（主要为N₂）逆流换热，温度降至200℃以下，经排焦装置排出。（4）循环气体：吸收红焦显热后的高温惰性气体（约800-900℃）经除尘后进入余热锅炉，产生蒸汽，冷却后的气体再循环回干熄槽。主要优点：（1）节能：回收红焦显热（约80%），产生中高压蒸汽用于发电或供热。（2）提质：焦炭在干熄过程中缓慢冷却，避免了湿熄焦的热冲击，焦炭强度（M40提高、M10降低）和热态性能显著改善。（3）环保：消除了湿熄焦产生的大量含酚、氰化物、粉尘的蒸汽，改善环境。（4）减污：减少熄焦用水，避免含酚废水的产生。6.简述焦炉机械中推焦车的主要机构及其功能。答：推焦车是服务于焦炉侧面的主要机械，主要机构包括：（1）走行机构：驱动车辆在轨道上移动，对准炭化室炉号。（2）推焦机构：由推焦杆、驱动装置等组成，将成熟的焦饼从炭化室推出。（3）平煤机构：在装煤后进行平煤，以平整煤料表面，保证荒煤气畅通，提高装煤量。（4）开门机构：摘下和关闭炉门，利用炉门清扫装置清扫炉门框和刀边。（5）余煤回送机构：收集平煤带出的余煤并送回煤斗。（6）其他辅助机构：如炉头烟尘捕集装置、司机室空调等。六、计算与分析题1.解：（1）计算配合煤的干燥基灰分和挥发分。Ad配合=0.30×8.0+0.30×10.0+0.25×11.0+0.15×9.5=2.4+3.0+2.75+1.425=9.575≈9.58%Vdaf配合=0.30×38.0+0.30×32.0+0.25×24.0+0.15×14.0=11.4+9.6+6.0+2.1=29.1%（2）计算收到基灰分（Aar）。已知水分Mt=10%。Aar=Ad×(100Mt)/100=9.58×(10010)/100=9.58×0.9=8.622≈8.62%答：配合煤干燥基灰分为9.58%，干燥基挥发分为29.1%；收到基灰分为8.62%。2.解：（1）计算一个炭化室一次装干煤量。炭化室有效容积V=长×宽×高V=13.98×0.45×3.8=23.907m³干煤量G干=V×堆密度G干=23.907×0.75=17.93t（2）计算全炉日产焦炭量。单孔孔操作时间t操作=10分钟=10/60小时。理论最短周转时间T_min=t操作×炭化室孔数T_min=(10/60)×42=7小时。实际结焦时间T结焦=17.5小时。由于T结焦>T_min，说明焦炉生产能力受限于结焦时间，而非机械操作时间。日出炉孔数N=24