《洁净煤技术》复习思考题2

一、名词解释：（1）洁净煤技术：旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。

（2）流化床燃烧：流化床燃烧系指小颗粒煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下或高速气流与所携带的处于稠密悬浮煤料颗粒充分接触进行燃烧。

（3）循环流化床：当颗粒尺寸较小或气流速度较大时，料床近似均匀地弥散在整个炉膛区域，并不断的被气流带出。

此时如在炉膛上部出口处安装一高效分离器，将被气流带出炉膛的固体颗粒分离出来，再将其送回床内，以维持炉膛内固体床料总量不变。

（4）湿法脱硫：湿法脱硫是通过烟气与含有脱硫剂的溶液接触，在溶液中发生脱硫反应的技术，其脱硫生成物的生成和处理均在湿态下进行。

（5）煤炭气化：煤的气化过程是一个热化学过程，它以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、蒸气或氢气为气化剂（又称气化介质），在高温的条件下，通过部分氧化反应将原料煤从固体燃料转化为气体燃料（即气化煤气，或简称煤气）的过程。

（6）移动床气化法：又称固定床气化法，从流态化角度来讲，气体相对于固体床层的速度未达到流化速度，气固系统处于固定床状态。

但与层燃炉有所区别的是，在气化炉内，固体原料并不是像层燃炉那样静止在炉蓖上，而是从炉顶加入，在向下移动过程中与从炉底通入的气化剂逆流接触，进行充分的热交换并发生气化反应，故称移动床。

（7）干馏：干馏是煤在隔绝空气的条件下，在一定的温度范围内发生热解，生成固定焦炭、液体焦油和少量煤气的过程。

（8）煤的反应性: 是指在一定的外部条件下，与气化剂（氧气、水蒸气）相互作用并发生反应的能力。

（9）煤的结渣性：煤的结渣性是指煤中矿物质在燃烧和气化过程中由于灰分的软化熔融而形成渣块的能力。

（10）气化强度：指气化炉单位面积每小时所能气化的原料煤质量，单位是t/(m2·h)，它反映了气化过程的生产能力（11）发生炉煤气：发生炉煤气是以空气和水蒸气为气化剂是煤发生气化反应制得的，由于混入了大量的N2，所以其热值很低，又称贫煤气。

（12）冷煤气效率：指产生煤气的热值与煤气产率的乘积与所用煤料的发热量之比。

（13）热煤气效率：当使用热煤气时，分子项中还应考虑煤气的显热，此时，称为热煤气效率。

（14）燃料电池：燃料电池就是将在氢气里储存的化学能在不燃烧的情况下，并且在催化剂的作用下，和氧气发生反应，同时形成电压，该电压在形成回路的情况下就能驱动电机转动，从而将氢气里储存的化学能转化为机械能，同时还有很高的转化率。

（15）煤层气：煤层气是一种有机成因的天然气,在长期成煤过程中，成煤物质由于生物作用和热作用发生一系列的微生物降解和物理化学变化而生成的CH4为主的煤系伴生气体。

（16）碳捕集与封存：简称CCS，是指将大型发电厂所产生的二氧化碳（CO2）收集起来，并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。

（17）流态化：就是指固体颗粒（又称床料）在自下而上的流体（气体或液体）作用下，在床内形成的具有流体性质的流动状态。

（18）超临界发电技术：燃煤发电是通过产生高温高压的水蒸汽来推动汽轮机发电的，蒸汽的温度和压力越高，发电的效率就越高。

在347.15摄氏度、22.115兆帕压力下，水蒸汽的密度会增大到与液态水一样，这个条件叫做水的临界参数。

比这还高的参数叫做超临界参数。

（19）间接液化：煤的间接液化是先通过煤气化生产合成气（CO+H2），将煤原有的大分子结构完全破坏，然后通过高活性的催化剂作用下合成油产品。

二、填空题：（1）煤炭加工主要包括煤炭洗选、型煤和水煤浆制备。

（2）常见的烟气净化技术包括除尘技术、烟气脱硫技术和烟气脱硝技术等。

（3）利用烟气中飞灰颗粒与烟气密度及电性质的差异，可以用水膜除尘器、袋式除尘器和电除尘器等来净化除去飞灰。

（4）以石灰为脱硫剂的烟气脱硫工艺有：石灰洗涤、喷雾干燥或烟气循环流化床工艺。

（5）燃煤烟气中的主要污染物分类:颗粒物、气态污染物、有机污染物、痕量元素。

（6）烟气净化主要技术：分离、吸收、吸附、膜渗透、化学转化、凝聚等。

（7）粗煤气中脱除酸性气体方法分为干法和湿法两类（8）根据SO2性质和特点，可将烟气脱硫技术分为湿法和干法两种。

（9）烟气脱硝技术分为干法和湿法两种。

选择性催化还原技术（SCR）、选择性非催化还原技术（SNCR）是目前最为常用的干法烟气脱硝技术。

目前，湿法脱硝效率比较低。

（10）活性碳加氨方法可同时进行脱硫和脱硝。

（11）除尘技术粗分可归纳为机械力作用和静电力作用两大类。

（12）颗粒物脱除技术包括机械式、静电除尘、过滤除尘技术、湿式除尘技术等。

（13）煤炭气化时必须具备三个条件：气化炉、气化剂、供给热量。

（14）地下气化一般分为有井式和无井式两类，有井式目前基本上不再采用。

（15）无井式地下气化工程量小，只需通过钻孔和贯通两个主要环节便可完成地下气化的准备工作。

（16）煤气的种类包括：发生炉煤气、水煤气、合成气、城市煤气以及替代天然气等。

（17）煤炭的液化技术又分为直接液化技术和间接液化技术。

（18）按煤直接液化所使用的催化剂的成本和使用方法分为：廉价可弃型和高价可再生型两种。

（19）在间接液化中，铁系催化剂又分为沉淀铁催化剂和熔融铁催化剂。

（20）煤气化的方法：移动床气化法、流化床气化法和气流床气化法。

（21）目前成熟洁净燃烧技术包括：煤粉低NO x燃烧技术、循环流化床燃烧和水煤浆燃烧技术。

（22）燃煤锅炉低NO x燃烧技术，主要包括低NO x燃烧器技术、空气分级燃烧技术、燃料分级技术和烟气再循环技术等。

（23）根据NO x中的N的来源及生成途径，燃煤锅炉中NO x的生成机理可以分为三类：热力型、燃料型和快速型，其中燃料型占主导作用。

（24）燃料再燃烧技术可通过燃烧器实现燃料分级和炉膛内燃料再燃两类。

（25）锅炉燃烧方式主要分为室式悬浮燃烧、沸腾燃烧和层状燃烧三大类。

（26）水煤浆的制备工艺一般分为干法、干湿法和湿法三大类。

三、问答题：一、简述微生物助浮脱硫的原理？由于细菌能够自行吸附在固体表面,一般在15min内即完成,细菌的表面化学性质与矿物相差悬殊,因此强烈地影响了矿物在处理过程中行为,由于微生物能选择性地黏附在矿石和黄铁矿表面,故能够利用微生物通过浮选进行脱硫。

当煤破碎到一定粒度时候,大部分黄铁矿从煤中解离出来,通常在浮选过程中,煤和黄铁矿表面都具有疏水性,所以往往难以分离,造成脱硫效率低,如在浮选过程中加入细菌后,因为微生物的亲水性和迅速黏附,使得黄铁矿表面变为亲水性,而失去可浮性能。

二、什么是动力配煤？动力配煤的作用和意义是什么？（1）概念：从炼焦配煤的概念得到启发，对动力用煤也可用几种不同性质的煤进行混合而得到一定特性的燃料煤，这种根据工业锅炉对煤质的特定要求，将几种不同性质的单煤种，按一定比例进行配合而得到一种对锅炉燃烧最有利的燃料煤，就称为动力配煤。

（2）动力配煤的作用和意义：①在满足燃煤设备对煤质要求的前提下，采用动力配煤技术可最大限度利用低值煤，或充分利用当地煤炭资源；②保证燃煤特性与用煤设备设计参数相匹配，提高设备热效率，节约煤炭；③通过“均质化”来保证燃煤质量的稳定，保证用煤设备正常、高效运行；④按不同地区对大气环境、水质要求，将不同品质煤相互配合，最大限度满足环保要求。

三、锅炉燃烧方式主要有哪几种？各有何特点？（填空）锅炉燃烧方式主要分为室式悬浮燃烧、沸腾燃烧和层状燃烧三大类。

四、什么是动力煤分级配煤技术？动力煤分级配煤技术是将分级与配煤相结合，首先将原料煤按粒度分级，分成粉煤和粒煤，然后根据配煤理论，将各粉煤按比例混合配制成粉煤配煤燃料，将各粒煤配制成粒煤配煤燃料，不仅能配制出热值、挥发分、硫分、灰分、灰熔融温度等煤质指标稳定的符合锅炉燃烧要求的燃料，而且生产出了适合于不同类型锅炉燃烧的粉煤和粒煤燃料。

五、工业型煤的种类包括哪些？（填空）造气型煤、锅炉型煤、型焦及炼焦配用型煤六、影响水煤浆制备因素有哪些？①煤质、煤种的选择及其成浆性；②颗粒级配技术。

水煤浆中的煤炭不仅有粒度大小的限制，还要求有良好的粒度分布，即希望用不同粒径的煤相互填充，减小煤粒之间的空隙，达到较好的堆积效率。

堆积效率越高，越容易制备出高浓度水煤浆；③制浆工艺流程。

制浆工艺是指对煤炭颗粒、水和添加剂等原料进行细选、破碎、磨矿、搅拌、混合、过滤、调浆等工艺来制备水煤浆的过程。

通过优化制浆工艺流程，可以实现水煤浆中颗粒的较高的堆积效率，满足使用特性要求，同时减少能耗；④添加剂。

要使水煤浆达到高浓度、高稳定性以及良好的流变性，必须添加化学药剂。

一般分为分散剂和稳定剂两类。

七、燃煤锅炉排放的NOx来源有哪几种类型？并简述每种类型的生成机理。

（1）根据NOx中的N的来源及生成途径，燃煤锅炉中NOx的生成机理可以分为三类：热力型、燃料型和快速型，其中燃料型占主导作用。

（2）机理①热力型NOx是参与燃烧的空气中的N在高温下氧化产生的，热力型NOx产生的反应速度要比燃烧时反应速度慢，而且温度对其生成起着决定性作用，因此，在锅炉燃烧时可以通过降低火焰温度、控制氧气浓度以及缩短煤在高温区的停留时间来抑制热力型NOx的生成。

②快速型的NOx中N的来源也是空气中的氮，煤炭挥发分中的碳氢化合物在高温条件下发生热分解，生成活性很强的碳化氢自由基（CH、CH2）这些活化的CHi与空气中的N2反应形成中间产物HCN、NH和N等，再进一步氧化而形成的NO，实验表明这个过程只需60ms，故称快速型NOx。

③由燃料中的N氧化而生成的NOx称为燃料型NOx；燃料型NOx是煤粉燃烧过程中NOx的主要来源，占总量的60%~80%；煤中绝大多数的N都是以有机N的形式存在，在燃烧过程中，一部分含氮的有机化合物挥发并受热裂解生成N、CN、HCN和NHi等中间产物，随后再被氧化生成NOx；另一部分焦炭中剩余氮在焦炭燃烧过程中被氧化成NOx，因此燃料型NOx又分为挥发分NOx和焦炭NOx。

八、燃煤锅炉的低NO x空气分级燃烧燃技术的原理是什么？它通过调整燃烧器及其附近区域或是整个炉膛区域内空气和燃料的混合状态，在保证总体过量空气系数不变的基础上，使燃料经历“富燃料燃烧”和“富氧燃尽”两个阶段，以实现总体NOx 排放量大幅下降的燃烧控制技术。

①在缺氧富燃料燃烧阶段，由于氧气浓度较低，燃料的燃烧速度和温度都比正常过氧燃烧要低，从而抑制了燃料型和热力型NOx 的生成，同时由于不能完全燃烧，部分中间产物如HCN 和NH3等会将部分已生成的NOx 还原成N2，从而使燃料型NOx 的排放量也有所降低。

②然后在富氧燃烧阶段，燃料燃尽，但由于此区域的温度已经降低，新生成的NOx 十分有限。

因此总体上NOx 的排放量明显减少。

九、燃料分级燃烧技术的原理是什么？其原理就是在燃烧器内将燃料分级供入，使一次风和煤粉入口的着火区在富氧条件下燃烧，提高了着火的稳定性，然后再与上方喷口进入的再燃燃料混合，进行再燃。