【正文】 第三章 試題一、填空題 叫做植物的成煤作用。一般認(rèn)為，成煤過程分為兩個(gè)階段即 和 。 不同煤種的組成和性質(zhì)相差是非常太的，即使是同一煤種，由于成煤的條件不同，性質(zhì)的差異也較大。 、 以及 之間的差異，會(huì)直接影響和決定煤炭氣化過程工藝條件的選擇，也會(huì)影響煤炭氣化的結(jié)果。 無煙煤、焦炭、半焦和貧煤作為氣化用煤的主要特性是 。 煙煤作為氣化用煤的主要特性是 。 煤氣的發(fā)熱值是指 。 壓力增大，同一煤種制取的煤氣的發(fā)熱值越高，同一操作壓力下，煤氣發(fā)熱值由高到低的順序依次是褐煤、氣煤、無煙煤。這是由于 。 煤炭氣化過程主要是煤中的碳和水蒸氣反應(yīng)生成氫，這一反應(yīng) （填吸收或放出）大量的熱量，該熱量是通過 來維持。 煤中的水分存在形式有三種，包括 、 、 . 煤中的水分和 有關(guān)，隨煤的變質(zhì)程度加深而呈規(guī)律性變化；即從泥炭、褐煤、煙煤、年輕無煙煤，水分 ，而從年輕無煙煤到年老無煙煤，水分又增加。 所謂的氣化效率是指 ， 氣化效率能夠反映總能量的有效利用程度。 1一般地，從加壓氣化爐排出的灰渣中碳含量在 左右，常壓氣化爐在 左右，對(duì)于液態(tài)排渣的氣化爐，常在 以下。 1煤中的硫以 和 的形式存在，中國(guó)各地煤田的煤中硫含量都比較 ，太多在 以下。 1簡(jiǎn)單地說，灰熔點(diǎn)就是灰分熔融時(shí)的溫度．灰分在受熱情況下，一般經(jīng)過三個(gè)過程。即 、 、 溫度，對(duì)煤炭氣化而言，一般用 作為原料灰熔融性的主要指標(biāo)。 1燃料的反應(yīng)性就是燃料的化學(xué)活性，是指 。一般以 的還原系數(shù)來表示，如下式所示： 二、判斷題 褐煤轉(zhuǎn)變?yōu)闊熋汉蜔o煙煤的過程。在這個(gè)過程中煤的性質(zhì)發(fā)生變化，所以這個(gè)過程叉叫做變質(zhì)作用。（ ） 無煙煤這種煤炭氣化時(shí)黏結(jié)，并且產(chǎn)生焦油，煤氣中的不飽和烴、碳?xì)浠衔镙^多，煤氣凈化系統(tǒng)較復(fù)雜，煤氣的熱值較高。 （ ） 褐煤氣化時(shí)不黏結(jié)但產(chǎn)生焦油。褐煤是變質(zhì)程度較高的煤，加熱時(shí)不產(chǎn)生膠質(zhì)體，含有高的內(nèi)在水分和數(shù)量不等的腐殖酸，揮發(fā)分高，加熱時(shí)不軟化，不熔融. （ ） 一般來說，煤中揮發(fā)分越高，轉(zhuǎn)變?yōu)榻褂偷挠袡C(jī)物就越多，煤氣的產(chǎn)率下降。 （ ） 焦油產(chǎn)率與煤種性質(zhì)有關(guān)：一般地說，變質(zhì)程度較深的氣煤和長(zhǎng)焰煤比變質(zhì)程度淺的褐煤焦油產(chǎn)率大，而變質(zhì)程度更深的煙煤和無煙煤．其焦油產(chǎn)率卻更低。 （ ） 加壓氣化對(duì)爐溫的要求比常壓氣化爐高，而爐身一般比常壓氣化爐低，能提供較高的干燥層，允許進(jìn)爐煤的水分含量高。 （ ） 低灰的煤種有利于煤的氣化生產(chǎn)，能提高氣化效率、生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)煤氣，但低灰煤價(jià)格高，使煤氣的綜合成本上升。 （ ） 煤的揮發(fā)分產(chǎn)率與煤的變質(zhì)程度有密切的關(guān)系。隨著變質(zhì)程度的提高，煤的揮發(fā)分逐漸升高。 （ ） 煤的比表面積和煤的粒徑有關(guān)，煤的粒徑越小，其比表面積越大。煤有許多內(nèi)孔，所以比表面積與煤的氣孔率有關(guān)。 （ ） 煤的粒度太小，當(dāng)氣化速度較大時(shí)，小顆粒的煤有可能被帶出氣化爐外，從而使?fàn)t子的氣化效率升高。 （ ） 三、簡(jiǎn)答題 氣化用煤分為哪幾類？各有什么特點(diǎn)? 什么是煤氣的低發(fā)熱值和高發(fā)熱值? 煤氣的發(fā)熱值與煤種及氣化壓力有什么關(guān)系？ 一般地，在氣化褐煤和無煙煤時(shí)，褐煤的氧耗比無煙煤的高，筒述其理由 煤中的水分有哪幾種形態(tài)?煤中水分含量太高，對(duì)氣化有何影響? 什么是煤的灰分？灰含量高對(duì)氣化有什么影響? 什么是煤的揮發(fā)分產(chǎn)率？說明幾種常用煤的揮發(fā)分的大致范圍。 什么是煤的灰熔點(diǎn)，灰熔點(diǎn)的高低對(duì)氣化有什么影響？ 什么是煤的反應(yīng)性，煤的反應(yīng)性對(duì)氣化有什么影響? 四、綜合題 煤的粒度對(duì)氣化過程有什么影響? 煤種對(duì)煤氣產(chǎn)率有何影響？ 第三章 試題庫(kù)答案 一、填空題 由植物殘骸經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)作用和物理化學(xué)作用轉(zhuǎn)變成煤的轉(zhuǎn)變過程， 泥炭化階段，煤化階段。 煤結(jié)構(gòu)、組成、變質(zhì)程度 氣化時(shí)不黏結(jié)，不會(huì)產(chǎn)生焦油，所生產(chǎn)的煤氣中只含有少量的甲烷，不飽和碳?xì)浠衔飿O少，但煤氣熱值較低 氣化時(shí)黏結(jié)，并且產(chǎn)生焦油，煤氣中的不飽和烴、碳?xì)浠衔镙^多，煤氣凈化系統(tǒng)較復(fù)雜，煤氣的熱值較高 指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1m3煤氣在完全燃燒時(shí)所放出熱量，如果燃燒產(chǎn)物中的水分以液態(tài)形式存在稱高發(fā)熱值，如果水以氣態(tài)形式存在稱低發(fā)熱值。 隨著變質(zhì)程度的提高，煤的揮發(fā)分逐漸降低 吸收，爐內(nèi)的碳和氧氣燃燒以后放出的熱量 外在水分，內(nèi)在水分，結(jié)晶水 變質(zhì)程度，逐漸減少 制得的煤氣的熱值與所使用的燃料的熱值之比 15％，15％，2％ 1有機(jī)硫，無機(jī)硫，低，l％ 1變形溫度，軟化溫度，流動(dòng)溫度，軟化溫度 1燃料煤與氣化劑中的氧氣、水蒸氣、二氧化碳的反應(yīng)能力，二氧化碳 二、判斷題 √ √ √ √ √ 三、簡(jiǎn)答題 根據(jù)氣化用煤的主要特征，將氣化用煤大致分為以下四類。 第一類，氣化時(shí)不黏結(jié)也不產(chǎn)生焦油，代表性原料有無煙煤、焦炭、半焦和貧煤。 第二類，氣化時(shí)黏結(jié)并產(chǎn)生焦油，代表性原料有弱黏結(jié)或不黏結(jié)煙煤。 第三類，氣化時(shí)不黏結(jié)但產(chǎn)生焦油，代表性原料有褐煤。 第四類，以泥炭為代表性原料，氣化時(shí)不黏結(jié)，能產(chǎn)生大量的甲烷。 煤氣的發(fā)熱值是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1m3煤氣在完全燃燒時(shí)所放出熱量，如果燃燒產(chǎn)物中的水分以液態(tài)形式存在稱高發(fā)熱值，如果水以氣態(tài)形式存在稱低發(fā)熱值。 煤氣的發(fā)熱值與煤種的關(guān)系如下：由于隨著變質(zhì)程度的提高，煤的揮發(fā)分逐漸降低，煤氣發(fā)熱值逐漸降低，即煤氣發(fā)熱值由高到低的順序依次是褐煤、氣煤、無煙煤。 煤氣的發(fā)熱值與氣化壓力的關(guān)系如下：壓力增大，同一煤種制取的煤氣的發(fā)熱值越高。 不同煤種，其變質(zhì)程度不同，隨著變質(zhì)程度的加深，從泥炭、褐煤、煙煤到無煙煤，煤中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從55％～62％％，在氣化時(shí)所消耗的水蒸氣，氧氣等氣化劑的數(shù)量也相應(yīng)增大. 固定碳含量低、揮發(fā)分低的煤種，氣化時(shí)進(jìn)去氣化段的碳量多，則氧和水蒸汽消耗多. 褐煤是變質(zhì)程度較低的煤, 無煙煤是變質(zhì)程度高的煤，所以在氣化褐煤和無煙煤時(shí)，褐煤的氧耗比無煙煤的高 煤中的水分存在形式有三種，包括外在水分、內(nèi)在水分和結(jié)晶水。 對(duì)常壓氣化來講，氣化用煤中水分含量過高，煤料未經(jīng)充分干燥就進(jìn)入干餾層，影響了干餾的正常進(jìn)行，而沒有徹底干餾的煤進(jìn)人氣化段后，又會(huì)降低氣化段的溫度，使得甲烷的生成反應(yīng)和二氧化碳、水蒸氣的還原反應(yīng)速度顯著減小，降低了煤氣的產(chǎn)率和氣化效率。 加壓氣化對(duì)爐溫的要求比常壓氣化爐低，而爐身一般比常壓氣化爐高，能提供較高的干燥層，允許進(jìn)爐煤的水分含量高。 對(duì)固定床來說，煤中水分含量太高而加熱的速度又太快時(shí)，煤中水分逸出太快，容易使煤塊碎裂而引起出爐堞氣的含塵量增高。同時(shí)由于煤氣中水含量增高時(shí)，在后續(xù)工段的煤氣冷卻過程中．會(huì)產(chǎn)生大量的廢液，增加廢水處理量。 采用流化床和氣流床氣化時(shí)，固體顆粒粉碎的粒度很小，過高的含水量會(huì)降低顆粒的流動(dòng)性．因而規(guī)定煤的含水量小于5％。尤其對(duì)煙煤的氣流床氣化法，采用于法加料時(shí)，要求原料煤的水分含量應(yīng)小于2％。 煤的灰分是指將一定量的煤樣在800oC的條件下完全燃燒，殘余物即灰分，表明了煤中礦物質(zhì)含量的太小。 （1）煤中灰分高，增加了運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用， （2）煤中灰分高對(duì)氣化過程有許多不利的影響。 ，氣化劑和碳表面的接觸面積減少，降低了氣化效率 ，不可避免地增加了爐渣的排出量，隨爐渣排出的碳損耗量也必然增加。 ，隨著煤中灰分的增加，氣化的各項(xiàng)消耗指標(biāo)均增加，如氧氣的消耗指標(biāo)、水蒸氣的消耗指標(biāo)和煤的消耗指標(biāo)都有所上升，而凈煤氣的產(chǎn)率下降。 煤的揮發(fā)分揮發(fā)分是指煤在加熱時(shí)．有機(jī)質(zhì)部分裂解、聚合、縮聚，低分子部分呈氣態(tài)逸出，水分也隨著蒸發(fā)，礦物質(zhì)中的碳酸鹽分解，逸出二氧化碳等。除去水分的部分即為揮發(fā)分產(chǎn)率，揮發(fā)分中有干餾時(shí)放出的煤氣、焦油、油類。于餾煤氣中含有氫、一氧化碳、二氧化碳和輕質(zhì)烴類。 不同煤種的揮發(fā)分產(chǎn)率 煤 種揮發(fā)分產(chǎn)率Vdaf／％煤 種揮發(fā)分產(chǎn)率Vdaf／％泥炭褐煤接近 70～煙煤焦煤瘦煤貧煤26～1818～1217煙煤長(zhǎng)焰煤氣煤肥煤4244～3535～26無煙煤10～2簡(jiǎn)單地說，灰熔點(diǎn)就是灰分熔融時(shí)的溫度．灰分在受熱情況下，一般經(jīng)過三個(gè)過程。開始變形，習(xí)慣上稱開始變形溫度，用T1來表示；灰軟化，相應(yīng)的溫度稱軟化溫度，用T2表示；灰分開始流動(dòng)，相應(yīng)的溫度稱流動(dòng)溫