第二章 试题.doc
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1、第二章 试题 一、 选择题: 1、 煤气的有效成分是( ) A、 CO B、 CO2 C、 N2 D、 H2S 2、 地面气化和地下气化的区别是( ) A、 原理不同 B、 煤种不同 C、 对环境的破坏不同 D、 不一定 3、 关于内热式和外热式煤气化的说法对的是( ) A、 前者汽化效率高 B、 后者气化效率低 C、 目前煤气化主要采用前者 D、 二者气化原理不同 4、 下列煤气只是采用水蒸气做气化剂的是( ) A、 空气煤气 B、 半水煤气 C、 水煤气 D、 混合煤气 5、移动床汽化就是( ) A、固定床气化 B、流化床气化 C、气流床气化 D、沸腾床气化 6、下列反应属于一次反应的是(
2、 ) A、C+O2=CO2 B、C+H2O=CO+H2 C、C+2H2=CH4 D、CO+H2O=H2+CO2 7、粗煤气组成与气化压力的关系是( ) A、气化压力上升,CH4含量上升 B、气化压力上升,CO含量上升 C、CO含量上升,气化压力下降 D、气化压力上升,H2气含量上升 二、简答题 1、什么是煤炭的汽化? 2、什么是固定床气化? 3、什么是流化床气化? 4、什么是气流床气化? 5、什么是熔浴床气化? 6、煤炭气化技术广泛应用于下列领域? 7、简述深层地下煤炭气化工艺.8、煤的气化过程发生哪些主要的化学反应. 9、简述发展我国煤炭气化技术的战略. 10、煤和木炭、焦炭组成有什么不同?
3、 11、煤的结构? 12、什么叫煤的干馏?煤的干馏是物理变化还是化学变化? 13、煤的干馏产物有哪些? 14、煤制气与天然气成分、热值? 15、煤气发生炉反应机理。 16、煤制气过程中产生的污染物是什么? 第二章 答案 一、选择题 1、A 2、C 3、C 4、B 5、A 6、A B 7、A 8、 二、简答题 1、答: 煤炭气化是指煤在特定的设备内,在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽/空气或氧气等)发生一系列化学反应,将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时,必须具备三个条件,即气化炉、气化剂、供给热量,三者缺一不可。 2、答案: 在
4、气化过程中,煤由气化炉顶部加入,气化剂由气化炉底部加入,煤料与气化剂逆流接触,相对于气体的上升速度而言,煤料下降速度很慢,甚至可视为固定不动,因此称之为固定床气化;而实际上,煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的,比较准确的称其为移动床气化。 3、答案: 是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料,在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中,煤粒在沸腾状态进行气化反应,从而使得煤料层内温度均一,易于控制,提高气化效率。 4、答案: 它是一种并流气化,用气化剂将粒度为100m以下的煤粉带入气化炉内,也可将煤粉先制成水煤浆,然后用泵打入气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化
5、反应,灰渣以液态形式排出气化炉。 5、答案: 它是将粉煤和气化剂以切线方向高速喷入一温度较高且高度稳定的熔池内,把一部分动能传给熔渣,使池内熔融物做螺旋状的旋转运动并气化。目前此气化工艺已不再发展。 6、答案: 1)作为工业燃气 一般热值为11001350大卡热的煤气,采用常压固定床气化炉、流化床气化炉均可制得。主要用于钢铁、机械、卫生、建材、轻纺、食品等部门,用以加热各种炉、窑,或直接加热产品或半成品。 2)作为民用煤气 一般热值在30003500大卡,要求CO小于10,除焦炉煤气外,用直接气化也可得到,采用鲁奇炉较为适用。与直接燃煤相比,民用煤气不仅可以明显提高用煤效率和减轻环境污染,而且
6、能够极大地方便人民生活,具有良好的社会效益与环境效益。出于安全、环保及经济等因素的考虑,要求民用煤气中的H2、CH4、及其它烃类可燃气体含量应尽量高,以提高煤气的热值;而CO有毒其含量应尽量低。 3)作为化工合成和燃料油合成原料气 早在第二次世界大战时,德国等就采用费托工艺(Fischer-Tropsch)合成航空燃料油。随着合成气化工和碳化学技术的发展,以煤气化制取合成气,进而直接合成各种化学品的路线已经成为现代煤化工的基础,主要包括合成氨、合成甲烷、合成甲醇、醋酐、二甲醚以及合成液体燃料等。化工合成气对热值要求不高,主要对煤气中的CO、H2等成分有要求,一般德士古气化炉、Shell气化炉较
7、为合适。目前我国合成氨的甲醇产量的50以上来自煤炭气化合成工艺。 4)作为冶金还原气 煤气中的CO和H2具有很强的还原作用。在冶金工业中,利用还原气可直接将铁矿石还原成海棉铁;在有色金属工业中,镍、铜、钨、镁等金属氧化物也可用还原气来冶炼。因此,冶金还原气对煤气中的CO含量有要求。 5)作为联合循环发电燃气 整体煤气化联合循环发电(简称IGCC)是指煤在加压下气化,产生的煤气经净化后燃烧,高温烟气驱动燃气轮机发电,再利用烟气余热产生高压过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。用于IGCC的煤气,对热值要求不高,但对煤气净化度-如粉尘及硫化物含量的要求很高。与IGCC配套的煤气化一般采用固定床加压气化(鲁奇炉
8、)、气流床气化(德士古)、加压气流(Shell气化炉)广东省 加压流化床气化工艺,煤气热值22002500大卡左右。 6)作煤炭气化燃料电池 燃料电池是由H2、天然气或煤气等燃料(化学能)通过电化学反应直接转化为电的化学发电技术。目前主要由磷酸盐型(PAFC)、熔融碳酸盐型(MCFC)、固体氧化物型(SOFC)等。它们与高效煤气化结合的发电技术就是IG-MCFC和IG-SOFC,其发电效率可达53%。 7)煤炭气化制氢 氢气广泛的用于电子、冶金、玻璃生产、化工合成、航空航天、煤炭直接液化及氢能电池等领域,目前世界上96%的氢气来源于化石燃料转化。而煤炭气化制氢起着很重要的作用,一般是将煤炭转化
9、成CO和H2,然后通过变换反应将CO转换成H2和H2O,将富氢气体经过低温分离或变压吸附及膜分离技术,即可获得氢气。 8)煤炭液化的气源 不论煤炭直接液化和间接氧化,都离不开煤炭气化。煤炭液化需要煤炭气化制氢,而可选的煤炭气化工艺同样包括固定床加压Lurgi气化、加压流化床气化和加压气流床气化工艺。 7.答案: 技术是一种深层地下煤炭气化工艺方法,其工艺方法步骤包括在待气化的煤层建设地下气化炉、在地下气化炉的一端钻设与地面连通的进气通道、在地下气化炉的另一端钻设与地面连通的出气通道,然后通过点火装置点燃气化炉内煤层,并对产生的煤气进行收集和处理,其中,气化炉外钻设有排水孔,排水孔一端伸出地面,
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