煤制合成气在能源高效利用中的技术研究考核试卷

煤制合成气在能源高效利用中的技术研究考核试卷考生姓名：答题日期：得分：判卷人：

本次考核旨在评估考生在煤制合成气能源高效利用技术方面的理论知识和研究能力，检验考生对煤制合成气工艺流程、设备选型、能耗分析、催化剂应用等方面的掌握程度。

一、单项选择题（本题共30小题，每小题0.5分，共15分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.煤制合成气的主要原料是（）

A.天然气B.石油C.煤D.空气

2.煤制合成气的主要化学反应是（）

A.碳和水蒸气反应B.氮和水蒸气反应C.硅和水蒸气反应D.氧和水蒸气反应

3.煤制合成气的主要反应条件是（）

A.高温、高压、催化剂B.低温、高压、催化剂C.高温、低温、催化剂D.低温、低温、催化剂

4.煤制合成气的主要设备是（）

A.压缩机B.蒸馏塔C.转化炉D.冷凝器

5.煤制合成气中的主要杂质是（）

A.碳酸钙B.硫化氢C.氮气D.氧气

6.煤制合成气中的主要催化剂是（）

A.铁基催化剂B.钴基催化剂C.镍基催化剂D.铝基催化剂

7.煤制合成气的转化率是指（）

A.反应物转化为产物的百分比B.产物转化为反应物的百分比C.反应物转化为副产的百分比D.副产转化为反应物的百分比

8.煤制合成气的能耗主要来自于（）

A.压缩能耗B.加热能耗C.催化剂能耗D.压缩和加热能耗

9.煤制合成气的合成温度通常在（）

A.300-400℃B.400-500℃C.500-600℃D.600-700℃

10.煤制合成气的合成压力通常在（）

A.1-5MPaB.5-10MPaC.10-20MPaD.20-30MPa

11.煤制合成气中甲烷的含量通常在（）

A.10%-20%B.20%-30%C.30%-40%D.40%-50%

12.煤制合成气中二氧化碳的含量通常在（）

A.10%-20%B.20%-30%C.30%-40%D.40%-50%

13.煤制合成气中氢气的含量通常在（）

A.10%-20%B.20%-30%C.30%-40%D.40%-50%

14.煤制合成气中一氧化碳的含量通常在（）

A.10%-20%B.20%-30%C.30%-40%D.40%-50%

15.煤制合成气中的氮气含量通常在（）

A.10%-20%B.20%-30%C.30%-40%D.40%-50%

16.煤制合成气的合成过程中，反应器类型主要有（）

A.填充床B.流化床C.固定床D.以上都是

17.煤制合成气中的催化剂失活的主要原因有（）

A.催化剂烧结B.催化剂中毒C.催化剂烧结和中毒D.以上都不是

18.煤制合成气中的硫对催化剂的影响是（）

A.有利B.无害C.有害D.无影响

19.煤制合成气中的氮对催化剂的影响是（）

A.有利B.无害C.有害D.无影响

20.煤制合成气中的二氧化碳对催化剂的影响是（）

A.有利B.无害C.有害D.无影响

21.煤制合成气中的水蒸气对催化剂的影响是（）

A.有利B.无害C.有害D.无影响

22.煤制合成气中的氧气对催化剂的影响是（）

A.有利B.无害C.有害D.无影响

23.煤制合成气的合成过程中，提高转化率的方法有（）

A.提高温度B.提高压力C.使用高效催化剂D.以上都是

24.煤制合成气的合成过程中，降低能耗的方法有（）

A.降低温度B.降低压力C.优化工艺流程D.以上都是

25.煤制合成气的合成过程中，提高氢气产率的方法有（）

A.提高水蒸气/碳比B.使用高效催化剂C.降低反应温度D.以上都是

26.煤制合成气的合成过程中，提高甲烷转化率的方法有（）

A.降低水蒸气/碳比B.使用高效催化剂C.降低反应压力D.以上都是

27.煤制合成气的合成过程中，提高一氧化碳转化率的方法有（）

A.提高温度B.提高压力C.使用高效催化剂D.以上都是

28.煤制合成气中的氢气可用于（）

A.生产合成氨B.生产甲醇C.作为燃料D.以上都是

29.煤制合成气中的甲烷可用于（）

A.生产合成氨B.生成液化石油气C.作为燃料D.以上都是

30.煤制合成气中的二氧化碳可用于（）

A.生产尿素B.生产甲醇C.作为化工原料D.以上都是

二、多选题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的选项中，至少有一项是符合题目要求的）

1.煤制合成气的主要优点包括（）

A.资源丰富B.技术成熟C.环境友好D.经济效益高

2.煤制合成气的主要设备包括（）

A.压缩机B.蒸馏塔C.转化炉D.冷凝器

3.煤制合成气的主要反应条件包括（）

A.高温B.高压C.催化剂D.水蒸气

4.煤制合成气的主要催化剂类型包括（）

A.铁基催化剂B.钴基催化剂C.镍基催化剂D.铝基催化剂

5.煤制合成气的主要杂质包括（）

A.硫化氢B.氮气C.二氧化碳D.氧气

6.煤制合成气的合成过程中，可能发生的副反应包括（）

A.碳水化反应B.水煤气反应C.硅酸盐反应D.氢气还原反应

7.煤制合成气中的催化剂中毒物质包括（）

A.硫化物B.氮氧化物C.水蒸气D.碳

8.煤制合成气中的催化剂烧结现象可能是由于（）

A.温度过高B.催化剂活性下降C.气体流速过快D.催化剂质量差

9.提高煤制合成气转化率的方法包括（）

A.提高反应温度B.提高反应压力C.使用高效催化剂D.增加水蒸气/碳比

10.降低煤制合成气能耗的措施包括（）

A.优化工艺流程B.提高设备效率C.采用先进的控制技术D.增加水蒸气/碳比

11.煤制合成气的主要应用领域包括（）

A.化工原料B.合成氨C.甲醇D.燃料

12.煤制合成气中的氢气可用于（）

A.合成氨B.甲醇C.水煤气变换D.燃料电池

13.煤制合成气中的甲烷可用于（）

A.生产液化石油气B.作为燃料C.合成甲醇D.燃料电池

14.煤制合成气中的二氧化碳可用于（）

A.生产尿素B.合成甲醇C.石油化工D.碳捕集与封存

15.煤制合成气中的硫化氢处理方法包括（）

A.吸附B.热分解C.化学转化D.生物转化

16.煤制合成气中的氮气处理方法包括（）

A.吸附B.冷凝分离C.化学转化D.生物转化

17.煤制合成气中的二氧化碳处理方法包括（）

A.吸附B.冷凝分离C.化学转化D.生物转化

18.煤制合成气中的氧气处理方法包括（）

A.吸附B.冷凝分离C.化学转化D.生物转化

19.煤制合成气中的水蒸气处理方法包括（）

A.吸附B.冷凝分离C.化学转化D.生物转化

20.煤制合成气技术未来的发展趋势包括（）

A.高效转化B.低能耗C.环保友好D.资源综合利用

三、填空题（本题共25小题，每小题1分，共25分，请将正确答案填到题目空白处）

1.煤制合成气的主要化学反应方程式为：_________。

2.煤制合成气的合成温度通常在_________℃左右。

3.煤制合成气的合成压力通常在_________MPa左右。

4.煤制合成气中的主要杂质硫化氢可用_________法去除。

5.煤制合成气中的主要催化剂铁基催化剂的活性位点是_________。

6.煤制合成气中的水蒸气/碳比对转化率有重要影响，适宜的水蒸气/碳比通常在_________。

7.煤制合成气中的氢气含量通常在_________左右。

8.煤制合成气中的一氧化碳含量通常在_________左右。

9.煤制合成气中的甲烷含量通常在_________左右。

10.煤制合成气中的二氧化碳含量通常在_________左右。

11.煤制合成气中的氮气含量通常在_________左右。

12.煤制合成气中的催化剂失活后，可以通过_________方法进行再生。

13.煤制合成气中的氮气对催化剂的毒化作用主要是通过形成_________。

14.煤制合成气中的硫化氢对催化剂的毒化作用主要是通过形成_________。

15.煤制合成气中的二氧化碳对催化剂的毒化作用主要是通过形成_________。

16.煤制合成气中的水蒸气对催化剂的毒化作用主要是通过形成_________。

17.煤制合成气中的氧气对催化剂的毒化作用主要是通过形成_________。

18.提高煤制合成气转化率的方法之一是使用_________催化剂。

19.降低煤制合成气能耗的方法之一是优化_________。

20.煤制合成气技术的主要应用领域之一是生产_________。

21.煤制合成气技术的主要应用领域之二是生产_________。

22.煤制合成气技术的主要应用领域之三是作为_________。

23.煤制合成气技术未来的发展方向之一是提高_________。

24.煤制合成气技术未来的发展方向之二是降低_________。

25.煤制合成气技术未来的发展方向之三是实现_________。

四、判断题（本题共20小题，每题0.5分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）

1.煤制合成气是一种清洁能源，其燃烧产物对环境无污染。（）

2.煤制合成气的合成反应是一个放热反应。（）

3.煤制合成气的转化率越高，能耗就越低。（）

4.煤制合成气中的催化剂可以无限次再生使用。（）

5.煤制合成气中的硫化氢可以通过简单的物理方法去除。（）

6.煤制合成气中的氮气含量越高，催化剂的活性越低。（）

7.煤制合成气中的二氧化碳可以通过吸附法去除。（）

8.煤制合成气中的水蒸气对催化剂有积极的影响。（）

9.煤制合成气中的氧气含量越高，转化率越高。（）

10.煤制合成气中的氢气是唯一可用的化工原料。（）

11.煤制合成气技术的主要目的是生产甲醇。（）

12.煤制合成气的合成过程中，压力越高，能耗越低。（）

13.煤制合成气中的催化剂中毒主要是由于反应物的浓度过高引起的。（）

14.煤制合成气中的二氧化碳可以作为化工原料用于生产尿素。（）

15.煤制合成气中的氮气可以作为化工原料用于生产氨。（）

16.煤制合成气技术的研究重点是提高氢气的产率。（）

17.煤制合成气技术未来的发展方向是降低硫化氢的排放。（）

18.煤制合成气技术的研究已经达到了完全无污染的程度。（）

19.煤制合成气技术的研究目的是为了减少对天然气的依赖。（）

20.煤制合成气技术的研究重点是开发新型催化剂。（）

五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）

1.请简述煤制合成气技术在能源高效利用中的重要性，并分析其在我国能源结构转型中的地位和作用。

2.结合实际，论述提高煤制合成气转化率的关键技术及其在工业应用中的挑战。

3.分析煤制合成气过程中可能产生的污染物及其处理方法，并提出降低污染物排放的环保措施。

4.针对煤制合成气技术未来的发展方向，探讨如何实现高效、低耗、环保的目标，并提出相应的技术策略。

六、案例题（本题共2小题，每题5分，共10分）

1.案例题：

某煤化工企业计划建设一套年产30万吨合成氨的煤制合成气装置。请根据以下信息，回答以下问题：

（1）该装置的煤制合成气生产流程应包括哪些主要设备？

（2）针对该装置，选择合适的煤制合成气催化剂，并说明选择依据。

（3）分析该装置的主要能耗环节，并提出降低能耗的措施。

2.案例题：

某地区拟建一座煤制合成气工厂，计划采用固定床反应器进行合成气生产。请根据以下信息，回答以下问题：

（1）固定床反应器在煤制合成气生产中的优缺点是什么？

（2）针对该工厂，设计一套合成气生产的工艺流程图，并简要说明各环节的作用。

（3）分析该工厂可能产生的污染物及其处理方法，并提出相应的环保措施。

标准答案

一、单项选择题

1.C2.A3.A4.C5.B6.A7.A8.D9.B10.C11.A12.B13.D14.C15.B16.D17.C18.C19.B20.C21.A22.C23.D24.D25.A26.A27.C28.D29.A30.D

二、多选题

1.ABCD2.ACD3.ABCD4.ABCD5.ABC6.ABC7.AB8.ACD9.ABCD10.ABCD11.ABCD12.ABCD13.ABCD14.ABCD15.ABCD16.ABCD17.ABCD18.ABCD19.ABCD20.ABC

三、填空题

1.C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g)

2.500-600

3.10-20

4.吸附

5.Fe3O4

6.2-3

7.40%-50%

8.30%-40%

9.10%-20%

10.30%-40%

11.20%-30%

12.再生

13.FeS

14.FeS2

15.Fe2O3

16.Fe2O3

17.Fe3O4

18.高效催化剂

19.工艺流程

20.合成氨

21.甲醇

22.燃料

23.高效转化

24.能耗

25.资源综合利用

标准答案

四、判断题

1.×2.√3.×4.×5.×6.×7.√8.×9.×10.×11.×12.×1