内蒙古科技大学2010/2011《洁净煤技术》考试试题 （A）卷
一、 名词解释
酸雨：酸雨是指PH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。[1] 雨、雪等在形成和降落过程
中，吸收并溶解了空气中的二氧化硫、氮氧化合物等物质，形成了pH低于5.6的酸性降水。酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质所造成的
型煤：型煤是以粉煤为主要原料，按具体用途所要求的配比，机械强度，和形状大小经机械加工压制成型的，具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。
水煤浆：水煤浆是由大约65%的煤、34%的水和1%的添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料。
液态化：此题答案不明确请自己解决 参考答案：煤液化是把固体煤炭通过
化学加工过程，使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术。根据不同的加工路线，煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类，煤的液化属于化学变化。
半水煤气：半水煤气是将煤和水作为气化物料进行气化的一种燃气，半水煤气是将蒸汽
和空气一起吹入煤气发生炉中与赤热的无烟煤或焦炭作用而产生的煤气。是水煤气和发生炉煤气的混合气体。主要用于煤化工行业，有时也可用作燃料。
煤的间接液化：煤间接液化是先把煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应，使煤炭全部气
化、转化成合成气（一氧化碳和氢气的混合物），然后再在催化剂的作用下合成为液体燃料的工艺技术。
干馏：干馏是煤在隔绝空气条件下受热变化的过程，煤在干馏过程中有复杂的变化，其主
要为干馏过程中煤的性质的变化，在研究干馏过程时，主要是应了解煤的粒度变化，软化及热分解、结焦等。煤的干馏又称煤的焦化。
煤气化：煤气化是一个热化学过程。以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、
水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。
二、选择题
1、下列哪项不是由燃煤引起的大气污染(B) A SO2 B H2S C NO D 颗粒物
2、下列哪项不是影响气化效率的因素(D) A 操作条件 B 原料煤 C 气化剂 D煤气组成 3、常压移动床气化炉通常不包括(D) A 煤气发生气化法 B 水煤气气化法
C 水煤气气化两段炉气化法 D 德士古气化法
4、煤的气化按照反应器混合物的流动状态分为(D) A移动床、气流床、熔融床三种典型方式 B移动床、流化床、熔融床三种典型方式
C流化床、气流床、熔融床三种典型方式 D移动床、气流床、流化床三种典型方式
5、以下四种气化法相比较，哪一种气化法适应煤种能力最强(C) A 移动床 B 流化床 C 气流床 Ｄ熔融床
６、石灰石—石膏脱硫工艺中所采用的脱硫剂(D) A CaSO3 BCaSO4 CCaCO3 D CaO 7、下列哪项不是煤液化产物(D)
A合成气 B 沥青烯 Ｃ前沥青烯 Ｄ固体石蜡 ８、目前 有哪几种类型
9、煤制甲醇工艺主要有哪几部分构成(B)
A煤气化、一氧化碳变换、合成甲醇、甲醇精馏 B煤气化、煤气净化、合成甲醇、甲醇精馏 C煤气化、煤气净化、煤气液化、液化重整 D煤气化、煤气净化、液化重整、甲醇精馏
10、煤的直接液化一般工艺过程不需要 步骤(D) A制煤浆 B预热 C 高压液化 D液化重整 三、简答题
1、试述煤直接液化的原理
答：煤炭直接液化是指把固体状态的煤炭在高压和一定温度下直接 与氢
气发生加氢反应，使煤炭转化为液体油品的工艺技术。在直接液 化工艺中，煤炭大分子结构的分解是通过加热来实现的，桥键的断裂 产生了以结构单元为基础的自由基，自由基非常不稳定，在高压氢气 环境和有溶剂分子分隔的条件下，它被加氢生成稳定的低分子产物， 在没有高压氢气环境和没有溶剂分子分隔的条件下，自由基又会相互 结合而生成较大的分子。煤炭经过加氢液化后剩余的无机矿物质和少 量未反应煤还是固体状态，可采用各种不同的固液分离方法把固体从 液化油中分离出去，常用的方法有减压蒸馏、加压过滤、离心沉降和 溶剂萃取等固液分离方法。煤炭经过加氢液化产生的液化油含有较多 的芳香烃，并含有较多的氧、氮和硫等杂原子。必须再经过提质加工 才能生产合格的汽油和柴油产品。不同的工艺路线，得到的直接液化 产品也相差甚远，同时液化产品也与煤种和反应条件(例如压力、温度 和催化剂)有关。
2、试述固定床气化过程沿床层高度分哪几层
答：在加压气化炉中，一般将床层按其反应特性由下至上分为以下几层：灰渣层、燃烧层（氧化层）、气化层（还原层）、干馏层、干燥层。灰渣层：燃烧完毕的灰渣将气化剂加热； 燃烧层：焦渣与氧气的
反应，它为其它各层的反应提供了热量； 气化层：是煤气产生的主要来源；
干馏层：煤中的吸附气体及有机物在干馏层析出； 干燥层：预热、干燥原料煤。
3、简述气化和液化的区别
答：都是化学变化。煤的气化是煤在氧气不足的条件下进行部分氧化形成H2、CO等气体
的过程。煤的液化是将煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料或利用煤产生的H2和CO通过化学合成产生液体燃料或其他液体化工产品的过程。
4、简述直接液化和间接液化的区别
答：区别：一、煤炭液化发展状况 煤炭直接液化技术是煤炭在高温、高压和催化剂作用下的去除杂质并加氢的过程。煤的间接液化技术是先将煤气化，然后合成燃料油和化工产品。 二、不同的工艺及生产过程 1、直接液化工艺及生产过程 直接液化工艺包括：氢气制备、煤糊相（油煤浆）制备、加氢液化反应、油品加工“先并后串”4个步骤。 2、间接液化工艺及生产过程 间接液化工艺包括：煤的气化及煤气净化、变换和脱碳；F-T合成反应；油品加工等三个纯“串联”步骤。 三、对煤种的要求不同 1、直接液化对煤种的要求 原料煤的特性对所有直接液化工艺的影响是决定性的。 2、间接液化化对煤种的要求 间接液化工艺对煤种的选择性也就是与之相适应的气化工艺对煤种的选择性。 四、不同的产品结构 1、直接液化产品结构分析直接液化工艺的柴油收率在70％左右，LPG和汽油约占20％，其余为以多环芳烃为主的中间产品。2、间接液化产品结构分析 间接液化产物分布较宽，如SASOL固定流化床工艺，C-4以下产物约占总合成产物的44.1 ％，这些气态烃类产物经分离及烯烃歧化转化得到LPG、聚合级丙烯、聚合级乙烯等终端产品。 五、对多联产系统的不同影响 1、直接液化属于目标（或非过程）工艺，与煤基间接液化相比，与其它技术“串联”集成多联产系统的灵活性相对较小，通常加氢液化就是整个系统的核心，需要与其它技术互补，来进一步提高自身的技术经济性。2、间接液化属于过程工艺，是构成以气化为“龙头”的集成多联产系统的重要生产环节（单元），也是整个“串联”生产系统中的桥梁和纽带，对优化多联产系统中的生产要素、实时整合产品结构及产量、保证多联产系统最大化的产出投入比具有重要意义。 5、简述F-T合成的反应原理 答：一、费托合成反应机理
铁基催化剂上费托合成反应体系中主要包括生成直链烷烃、1- 烯烃、 水及CO2的反应：
F-T合成的主反应： 生成烷烃：nCO+(2n+1)H2 = CnH2n+2+nH2O 生成烯烃：nCO+(2n)H2 = CnH2n+nH2O 另外还有一些副反应，如：生成甲烷：CO+3H2 = CH4+H2O 生成甲醇：CO+2H2 = CH3OH
生成乙醇：2CO+4H2 = C2H5OH+ H2O 结炭反应：2CO = C+CO2 除了以上6个反应以外，还有生成更高碳数的醇以及醛、酮、酸、酯等含氧化合物的副反应。
经典F-T反应机理总结： 机理碳化物机理：机理内容CO在催化剂表面上先离解形成活性碳物种，该物质和氢气反应生成亚甲基后再进一步聚合成烷烃和烯烃。
优缺点：能解释各种烃类的生成，但无法解释含氧化合物与支链产物的生成 含氧中间体缩聚机理：链增长通过CO氧化后的羟基碳烯缩合，链终止烷基化的羟基碳烯开裂生成醛或脱去羟基碳烯生成烯烃，而后再分别加氢生成醇或烷烃。
优缺点：能解释直链产物和2-甲基支链产物的形成，但忽略了表面碳化合物在链增长中的作用。
CO插入机理：CO和H2先生成甲酰基后，进一步加氢生成桥式亚甲基物种，后者可进一步加氢生成碳烯和甲基，经CO在中间体中反复插入和加氢形成各类碳氢化合物。
优缺点：除可解释直链产物形成过程外，还可解释含氧化合物的形成过程，但不能解释支链产物的形成。
双中间体缩聚机理：同时考虑了碳化合物机理和含氧中间体缩聚机理，认为甲烷的形成经碳化合物机理而链增长按中间体缩聚机理。
优缺点：能解释甲烷不符合Schulz-Flory分布的原因，但不能解释支链产物的形成。
6、制取水煤浆有哪些方法
答：水煤浆的制浆工艺一般分为干法和干湿法和湿法制浆三大类。干法和干湿法耗能高因此一般采用湿法制浆。
四、综述题
1、设计典型CO变换工艺流程图，并叙述其流程
2、设计典型的煤气化工艺流程图，并叙述其流程 答：1）气化
a）煤浆制备b）气化c）灰水处理 2）变换
在本工段将气体中的CO部分变换成H2。
内蒙古科技大学洁净煤技术试卷与答案
