2026煤焦分析试题及答案

2026煤焦分析试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.煤的工业分析主要包括哪几项？A.水分、灰分、挥发分、固定碳B.水分、灰分、硫分、发热量C.碳、氢、氧、氮D.胶质层厚度、粘结指数、奥阿膨胀度答案：A2.测定煤中全水分时，对于粒度小于13mm的煤样，通常采用的方法是（）。A.通氮干燥法B.空气干燥法C.微波干燥法D.两步法（空气干燥和通氮干燥）答案：B3.煤的灰分主要来源于（）。A.煤中的有机质B.煤中的矿物质C.煤中的固有水分D.采样过程中引入的杂质答案：B4.在煤的挥发分测定中，为防止煤样氧化，应将煤样置于（）中加热。A.空气B.氧气C.氮气D.带盖的瓷坩埚答案：D5.煤的发热量测定中，常用的热量计是（）。A.绝热式热量计B.恒温式热量计C.以上两种都是D.以上两种都不是答案：C6.煤中全硫的测定方法中，属于重量法的是（）。A.艾士卡法B.库仑滴定法C.高温燃烧中和法D.红外吸收法答案：A7.焦炭的机械强度通常用（）指标来表示。A.抗碎强度（M40）和耐磨强度（M10）B.挥发分和灰分C.反应性和反应后强度D.真密度和视密度答案：A8.煤的粘结指数（G值）测定中，需使用（）作为无烟煤标准物质。A.汝箕沟无烟煤B.宁夏无烟煤C.焦作无烟煤D.阳泉无烟煤答案：B9.煤的胶质层最大厚度（Y值）是表征煤（）的重要指标。A.结焦性B.发热量C.可磨性D.燃点答案：A10.煤灰熔融性测定中，四个特征温度不包括（）。A.变形温度（DT）B.软化温度（ST）C.半球温度（HT）D.流动温度（FT）答案：C11.测定焦炭反应性（CRI）和反应后强度（CSR）时，反应气体是（）。A.空气B.氧气C.二氧化碳D.一氧化碳答案：C12.煤的可磨性指数（HGI）越大，表示煤（）。A.越难磨B.越易磨C.与可磨性无关D.硬度越大答案：B13.煤的元素分析中，碳和氢的测定通常采用（）。A.高温燃烧法B.三节炉法或电量-重量法C.艾士卡法D.容量法答案：B14.在煤质分析中，用于检查分析结果精密度的方法是（）。A.与标准物质对照B.进行重复测定C.进行不同实验室间的对比D.以上都是答案：D15.煤的视相对密度测定通常采用（）方法。A.比重瓶法（以水为介质）B.称量法（在空气中称量）C.阿基米德原理（排水法）D.计算法（由元素分析推算）答案：C16.焦炭的挥发分含量是评定其（）的指标。A.成熟度B.强度C.反应性D.灰分答案：A17.煤的基准换算中，收到基（ar）到干燥基（d）的换算，需要扣除（）。A.全水分B.空气干燥基水分C.灰分D.挥发分答案：A18.下列哪项不是影响煤灰熔融性的主要因素？（）A.煤灰的化学组成B.煤灰所处的气氛C.煤的挥发分含量D.煤灰中矿物质的存在形态答案：C19.采用库仑滴定法测定煤中全硫时，电解液的主要成分是（）。A.碘化钾和溴化钾B.冰乙酸和过氧化氢C.碘化钾和冰乙酸D.溴化钾和冰乙酸答案：A20.煤的镜质体反射率是判别（）和进行煤分类的重要指标。A.煤化程度B.粘结性C.结焦性D.可选性答案：A二、多项选择题（每题2分，共10分，多选、少选、错选均不得分）1.煤的采样精密度的核对方法包括（）。A.双份采样法B.例行采样方案的精密度估算C.多份采样法D.目测法答案：ABC2.煤中硫的存在形态主要有（）。A.硫化铁硫B.硫酸盐硫C.有机硫D.元素硫答案：ABC3.影响煤挥发分测定结果的主要因素有（）。A.加热温度B.加热时间C.加热设备的炉膛形状D.坩埚的材质、大小和形状E.坩埚的架置位置答案：ABDE4.焦炭的化学性质分析主要包括（）。A.工业分析（水分、灰分、挥发分、固定碳）B.全硫测定C.焦炭反应性（CRI）及反应后强度（CSR）D.元素分析答案：ABCD5.下列属于煤的工艺性质试验的是（）。A.胶质层指数测定B.粘结指数测定C.奥阿膨胀度测定D.基氏流动度测定答案：ABCD三、填空题（每空1分，共15分）1.煤的工业分析中，空气干燥基煤样的水分测定，干燥温度为______℃，干燥时间为______小时。答案：105~110，12.煤的灰分测定有缓慢灰化法和快速灰化法，其中缓慢灰化法的升温程序要求：在500℃前升温速度控制在______℃/min以内，并在500℃保持______min。答案：8~10，303.煤的挥发分测定中，要求炉温在3分钟内恢复到（900±10）℃，否则试验作废。所用坩埚总质量为______g。答案：15~204.煤的发热量测定中，恒温式热量计的基本原理是：在______条件下，测量量热系统温度的______，来计算发热量。答案：绝热（或近似绝热），变化（或升高值）5.艾士卡法测定煤中全硫时，所用艾士卡试剂是两份______与一份______的混合物。答案：氧化镁，无水碳酸钠6.煤的粘结指数测定中，压块质量为______g，转鼓试验后，称量粒度大于______mm的焦渣质量。答案：110，17.煤灰熔融性测定中，弱还原性气氛通常指______和______体积比约为（60±5）%和（40±5）%的混合气体，或封碳法在炉内封入石墨碳粒。答案：一氧化碳，二氧化碳8.焦炭机械强度（转鼓）测定中，M40表示______，M10表示______。答案：抗碎强度，耐磨强度四、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）1.煤的全水分是指煤中所有形态水分的总和，包括内在水分和外在水分。（）答案：√2.煤的灰分就是煤中所有矿物质在815℃下完全燃烧后的残留物。（）答案：√3.煤的固定碳是通过计算得出的，它等于100%减去水分、灰分和挥发分。（）答案：√4.测定煤的发热量时，必须对硝酸形成热和硫酸校正热进行校正。（）答案：√5.库仑滴定法测定煤中全硫时，煤样在1150℃的空气中燃烧。（）答案：×（应为在1150℃的氧气流中燃烧）6.煤的镜质体反射率随煤化程度的增高而降低。（）答案：×（应为随煤化程度的增高而增高）7.焦炭的反应性（CRI）越高，说明焦炭在高炉内与CO2反应的能力越弱。（）答案：×（CRI越高，反应能力越强）8.煤的哈氏可磨性指数（HGI）测定中，标准煤样应为经过空气干燥、粒度在0.63~1.25mm之间的煤样。（）答案：√9.煤灰成分分析主要采用化学分析法或X射线荧光光谱法。（）答案：√10.焦炭的挥发分含量越低，说明其炼焦的成熟度越好。（）答案：√五、简答题（每题5分，共25分）1.简述煤的采样“三要素”，并说明其对采样代表性的意义。答案：煤的采样“三要素”是指采样精密度、系统偏差和样本量。（1）采样精密度：指在95%置信概率下，单次采样测定值与对同一煤样进行无数次采样测定平均值的差值界限。它决定了采样结果的波动范围，精密度越高，结果越可靠。（2）系统偏差：指采样结果平均值的偏离。采样方法、工具或操作不当会导致系统偏差，使结果偏离真值。无系统偏差是采样准确性的基本要求。（3）样本量（子样数目、子样质量）：足够的子样数目和符合要求的子样质量是保证采样精密度、避免偏差的基础。样本量不足，无法代表总体。三者共同决定了采样的质量，是制定科学采样方案的依据。2.说明煤的工业分析与元素分析的区别与联系。答案：区别：（1）分析对象不同：工业分析将煤分为水分（M）、灰分（A）、挥发分（V）和固定碳（FC）四个组分，是宏观的、基于加热行为的组分划分；元素分析则是测定煤中有机质的主要元素组成，如碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）等。（2）目的不同：工业分析主要用于评价煤作为燃料或原料的基本性质（如燃烧特性、结焦性）；元素分析则更侧重于理论研究、锅炉设计、燃烧计算和环保评价。联系：（1）两者都是煤质分析的基础项目。（2）分析结果可以相互换算和补充。例如，固定碳主要来源于元素碳；挥发分的组成与C、H、O等元素密切相关。（3）在实际应用中，工业分析更快捷、经济，常用于日常控制；元素分析则更深入，用于精确计算和科学研究。3.简述测定煤灰熔融性的意义，并列举至少三个影响煤灰熔融温度的主要因素。答案：意义：煤灰熔融性是评价煤灰在高温下转化行为的重要指标，对于动力用煤（电站锅炉、工业窑炉）和气化用煤至关重要。它直接关系到锅炉是否结渣（结焦）、气化炉的排渣方式（固态或液态）以及运行的安全性与经济性。ST（软化温度）和FT（流动温度）是常用的判断依据。主要影响因素：（1）煤灰的化学组成：这是决定性因素。通常，酸性氧化物（如SiO2，Al2O3，TiO2）含量高，灰熔点高；碱性氧化物（如Fe2O3，CaO，MgO，Na2O，K2O）含量高，灰熔点降低。硅铝比（SiO2/Al2O3）也有影响。（2）炉内气氛：在氧化性气氛下，铁以Fe2O3形式存在，熔点较高；在还原性气氛下，铁可能被还原为FeO或金属铁，易与其它成分形成低共熔物，显著降低灰熔点。（3）煤灰中矿物质的种类和分布：不同矿物质共熔特性不同。即使化学组成相同，矿物形态不同（如游离态或化合态），熔点也可能不同。4.解释焦炭反应性（CRI）和反应后强度（CSR）的含义，并说明它们在高炉炼铁中的重要性。答案：（1）焦炭反应性（CRI）：指焦炭与二氧化碳在高温（通常为1100℃）下发生气化反应（C+CO2→2CO）的能力，以反应后焦炭质量损失的百分率表示。CRI值越高，表示焦炭越容易与CO2反应。（2）焦炭反应后强度（CSR）：指测定CRI后的焦炭，经特定转鼓试验后，大于规定粒度（通常为10mm）的焦炭质量占反应后焦炭总质量的百分率。它表征了焦炭经受气化反应后，保持块度和强度的能力。重要性：在高炉炼铁过程中，焦炭在下降至炉腹、炉缸区域时，会与上升的CO2发生上述溶损反应。CRI高的焦炭，消耗过快，导致焦炭柱的透气性、透液性变差，高炉中心气流不易发展。更重要的是，反应后焦炭结构变得疏松多孔，强度急剧下降（CSR低），在高炉下部高温、承重、摩擦的条件下极易粉化，严重破坏高炉料柱的透气性，导致炉况不顺，燃料比升高，甚至影响高炉寿命。因此，要求冶金焦具有较低的CRI和较高的CSR。5.简述库仑滴定法测定煤中全硫的基本原理。答案：库仑滴定法测定煤中全硫的基本原理是：煤样在1150℃和催化剂（三氧化钨）作用下，于空气流中燃烧。煤中各种形态的硫均被氧化分解为二氧化硫（SO2）和少量三氧化硫（SO3）。生成的SO2被电解池中的水吸收，生成亚硫酸（H2SO3）。电解池内装有碘化钾和溴化钾的酸性溶液，电解产生碘（I2）或溴（Br2）来滴定亚硫酸。其反应过程如下：燃烧：煤中S+O2→SO2(+少量SO3)吸收：SO2+H2O→H2SO3电解滴定：在电解阳极上：2I--2e→I2（或2Br--2e→Br2）滴定反应：I2+H2SO3+H2O→2I-+H2SO4+2H+（或Br2类似）根据法拉第电解定律，电解生成的碘（或溴）所消耗的电量与煤样中硫的含量成正比。通过测量电解过程中消耗的电量（库仑数），仪器即可自动计算出煤中的全硫含量。六、计算题（每题8分，共16分）1.已知某煤样的分析基（空气干燥基）数据为：Mad=1.50%，Aad=15.20%，Vad=25.80%。收到基全水分Mt=8.0%。请计算：（1）该煤样的空气干燥基固定碳（FCad）。（2）该煤样的干燥基灰分（Ad）。（3）该煤样的收到基挥发分（Var）。（计算结果保留两位小数）答案：（1）FCad=100%-Mad-Aad-Vad=100%-1.50%-15.20%-25.80%=57.50%（2）已知Aad=15.20%，Mad=1.50%Ad=Aad×100/(100-Mad)=15.20×100/(100-1.50)=1520/98.5≈15.43%（3）已知Vad=25.80%，Mad=1.50%，Mt=8.0%首先求内水（空气干燥基水分）对全水分的换算因子：(100-Mt)/(100-Mad)Var=Vad×(100-Mt)/(100-Mad)=25.80%×(100-8.0)/(100-1.50)=25.80%×92/98.5≈25.80%×0.9340≈24.10%2.用恒温式氧弹热量计测定某煤样的弹筒发热量Qb，ad，得到以下数据：热容量E=10450J/K点火丝热值：80J（已扣除）硝酸校正热：qn=50J主期内筒温升：ΔT=2.556K冷却校正值：C=0.018K煤样质量：m=0.9982g该煤样的全硫含量St，ad=0.85%，分析基氢含量Had=3.20%。请计算：（1）该煤样的弹筒发热量Qb，ad（J/g）。（2）该煤样的高位发热量Qgr，ad（J/g）。（已知：α取0.0016，硫酸校正热中硫的系数为94.2）（计算结果保留整数）答案：（1）计算弹筒发热量Qb，ad：Qb，ad=[E×(ΔT+C)-q1-qn]/m其中q1为点火丝热值，此处已扣除，即视为0。=[10450×(2.556+0.018)-0-50]/0.9982=[10450×2.574-50]/0.9982=(26898.3-50)/0.9982=26848.3/0.9982≈26896J/g（2）计算高位发热量Qgr，ad：Qgr，ad=Qb，ad-(94.2×St，ad+α×Qb，ad)注意：此处St，ad应以百分数代入计算，即0.85。=26896-(94.2×0.85+0.0016×26896)=26896-(80.07+43.0336)=26896-123.1036≈26773J/g七、综合应用题（每题12分，共24分）1.某焦化厂购入一批炼焦煤，需评价其结焦性。已知该煤样的部分分析数据如下：Mad=1.2%，Aad=9.5%，Vad=28.5%，粘结指数G=85，胶质层最大厚度Y=18.5mm，奥阿膨胀度b=150%。（1）根据上述指标，初步判断该煤属于中国煤炭分类国家标准（GB/T5751）中的哪类煤？并简述理由。（2）该煤样作为炼焦配煤的主要成分，其Y值和b值对焦炭质量可能产生什么影响？（3）若想进一步确认其结焦性能，还可以考虑进行哪些煤的工艺性质试验？答案：（1）初步判断该煤属于焦煤或肥煤。理由如下：挥发分Vad=28.5%，属于中高挥发分煤。粘结指数G=85（>85为强粘结煤，65~85为中等偏强粘结），表明粘结性很强。胶质层厚度Y=18.5mm（>25mm为肥煤，>12~25mm为焦煤、肥煤等），表明胶质体数量较多，结焦性较好。奥阿膨胀度b=150%（通常b>50%即认为有膨胀性，>140%属强膨胀），表明在结焦过程中具有显著的膨胀压力。综合G值、Y值和b值，该煤具有强粘结性和较好的结焦性，挥发分适中，符合焦煤或部分肥煤的特征。需结合镜质体反射率等指标进行精确分类。（2）影响：Y值（胶质层最大厚度）：Y值较大（18.5mm），表明煤在热解过程中产生的胶质体数量多、温度间隔宽。这有利于在炼焦过程中充分浸润、粘结惰性组分，形成致密的焦炭结构，从而提高焦炭的机械强度（如M40）和反应后强度（CSR）。但Y值过大（如肥煤）可能产生过大的膨胀压力，对焦炉炉墙有潜在风险。b值（奥阿膨胀度）：b值为正且较大（150%），表明煤在塑性阶段具有显著的膨胀性。适度的膨胀有利于填充煤粒间隙，使焦炭结构均匀、致密，提高强度。但膨胀性过强也可能导致推焦困难或影响焦炭块度的均匀性。在配煤中，膨胀性煤需与收缩性煤（如瘦煤）配合使用，以平衡总体膨胀压力。（3）为进一步确认结焦性能，可考虑进行以下试验：基氏流动度测定：更精确地表征胶质体的流动性，对指导配煤、预测焦炭质量有重要意义。镜质体反射率分布测定：准确判断煤的煤化程度及均质性，是现代炼焦配煤的核心参数之一。小焦炉试验或200kg试验焦炉炼焦试验：在模拟工业炼焦条件下，直接获取焦炭产品，并测定其机械强度（M40，M10）、反应性（CRI）和反应后强度（CSR），这是最直接、最可靠的评价方法。岩相分析：了解煤的显微组分组成，评估活性组分与惰性组分的比例，指导配煤。2.某电厂对入厂煤进行质量检验，一批煤的检验结果部分数据如下（均为收到基）：Mt=10.5%，Mar=1.8%（此应为Mad，假设此处Mar为笔误，实为Mad），Aar=22.0%，Var=25.0%，St，ar=0.90%，Qnet，ar=22000kJ/kg。合同约定标准：Qnet，ar≥23000kJ/kg，St，ar≤1.00%，Aar≤25.00%。（1）请判断该批煤的发热量、硫分和灰分是否符合合同要求。（2）计算该批煤的空干基灰分（Aad）和干燥无灰基挥发分（Vdaf）。（已知Mad=1.8%）（3）电厂锅炉设计煤种的干燥无灰基挥发分Vdaf为35%。仅从挥发分角度，燃烧该批煤时在锅炉运行上可能需要关注哪些问题？可采取哪些初步调整措施？答案：（1）判断是否符合合同：发热量Qnet，ar=22000kJ/kg<23000kJ/kg，不符合要求。硫分St，ar=0.90%≤1.00%，符合要求。灰分Aar=22.0%≤25.00%，符合要求。综上，该批煤的主要不合格项是发热量低于合同标准。（2）计算：已知：Aar=22.0%，Mad=1.8%，Mt=10.5%，Var=25.0%空干基灰分Aad：Aad=Aar×(100-Mad)/(100-Mt)（由收到基换算到空干基）=22.0%×(