化工生产技术复习题

1．无机化工产品中的“两碱”主要指的是 纯碱 和 烧碱 。

2．德士古气化炉是一种以 水煤浆 进料的 加压气流床 气化装置，该炉有两种不同的炉型，根据粗煤气采用的冷却方法不同，可分为 淬冷型 和 全热回收型 。 3．根据自控水平及维护炉内工作状况稳定的原则，一般循环时间为 2.5-3min 。 4．合成氨过程中，要求半水煤气的组成满足： n(CO+H2)/n(N2)=3.1-3.2 。 5．煤的气化是指利用 煤与空气或水蒸汽 进行多相反应产生 氢气 、 一氧化碳 的过程。 5．固定床间歇气化过程中，一个工作循环包括 吹风阶段 、 一次上吹制气阶段 、 下吹制气阶段 、 二次上吹制气阶段 、 空气吹净阶段 五个阶段。

6．烃类蒸汽转化催化剂中，活性组分是 镍 ，但其以 氧化镍 形式存在于催化剂中，因此在使用时必须先用 氢气 或 一氧化碳 进行 还原 。

7．气体脱硫方法按脱硫剂的形态可分为两类，一类是 干法脱硫 ，一类是 湿法脱硫 。湿法脱硫可分为 物理吸收法 、 化学吸收法 与 直接氧化法 三类。

8．原料气脱硫的钴钼催化剂以 氧化铝 为载体，由 氧化钼 和 氧化钴 组成。

9．湿法脱硫根据吸收原理的不同可分为 物理法 、 化学法 和 物理化学法 。化学吸收法又分为 中和法 和 湿式氧化法 。

10．低变催化剂的主要毒物有： 硫化物 、 氯化物 和 冷凝水 。

11．工业上常用的脱除二氧化碳的方法为溶液吸收法。一类是 循环吸收法 ，另一类是 联合吸收法 ，循环吸收法根据吸收原理的不同，可分为 物理 、 化学 和 物理化学 吸收法三种。 12．合成氨生产中原料气中二氧化碳的脱除往往兼有 净化气体 和 回收二氧化碳 两个目的。

13．目前常用于合成氨原料气精制的方法有 铜氨液洗涤 法、 甲烷化 法和 液氮洗涤 法。

14．铜洗工艺流程由 吸收 和 再生 两部分组成。

15．甲烷化催化剂中的镍都是以 NiO 的形式存在，使用前需还原为活性组分 Ni 。 16．合成塔出口气体中氨的分离方法分为 冷凝分离法 和 溶剂吸收法 。 17．氨合成塔通常由 外筒 和 内件 两部分组成。 18．目前常用合成塔塔形有 冷管式 和 冷激式 。

19．工业上，按降温方式不同，氨合成反应器可分为 冷管冷却型 、 冷激型 和 中间换热型 。

20．合成氨的反应是 可逆、放热、气体体积缩小 的，反应需要 催化剂 才能以较快的速率进行。

21．氨合成反应过程中， 升高 压力、 降低 温度和 减小 惰性气体含量，平衡氨含量随之增加。

22．浓度为 98.3% 的硫酸沸点最高，达338.8℃。

23．硫酸的工业生产，基本上有两种方法，即 亚硝基法 和 接触法 。

24．生产硫酸的原料主要有硫铁矿、 硫磺 、硫酸盐、 冶炼烟气 及含硫化氢的工业废气等。

25．硫铁矿的焙烧，主要是矿石中的 二硫化铁 与空气中的氧反应，生成二氧化硫炉气。 26．影响硫铁矿焙烧速率的因素有 温度 、 矿料的粒度 和 氧的浓度 。

27．沸腾焙烧炉的炉内空间可分为 空气室 、 沸腾层 和 上部燃烧空间 三部分。 28．二氧化硫催化氧化器通常采用多段换热的形式，段间换热主要有间接换热式和 冷激式 两种。间接换热又分为 内部间接换热 和 外部间接换热 。

29．二氧化硫催化氧化器中冷激方式有 炉气(SO2)冷激 、 空气(O2)冷激 两种方式。 30．吸收工序的设备应由吸收塔、酸贮槽、 泵 和 冷却器 等组成。

31．在硫酸生产的炉气净化过程中，典型的酸洗流程有 标准 酸洗流程、 “两塔两电” 酸洗流程、 “两塔一器两电” 酸洗流程和 “文泡冷电” 酸洗流程。

32．电解法生产烧碱，根据电解槽结构、电极材料和隔膜材料的不同可分为 水银法 、 隔膜法 和 离子交换膜法 。

33．氯碱生产过程的核心部分是 电解工序 ，各种生产方法的不同之处在与电解工艺的区别。除了电解过程之外，氯碱生产过程还应包括 盐水的精制 和 烧碱、氯气与氢气 三种产品的处理加工系统。

34．隔膜法生产烧碱时，阳极室的主要产物是 氯气 ，阴极室的主要产物是 氢气和氢氧化钠溶液 。

35．隔膜电解槽是隔膜电解法生产的主要设备，是由 阳极组件 、 阴极组件 和 槽盖 三部分组成。

36．盐酸的生产可分为 气态氯化氢的合成 和 水吸收氯化氢 两个阶段。

37．隔膜法盐水的精制主要包括 原盐溶化 、 粗盐水的精制 及 混盐水的澄清和过滤 三个步骤。

38．目前工业生产尿素的方法主要以 水溶液全循环法 和 二氧化碳气提 法最为典型。 39．磷肥按溶解性不同分为 水溶性磷肥 、 枸溶性磷肥 和 难溶性磷肥 三类。

40．经分析，要防止尿素水解、缩合等反应，蒸发过程应在尽可能 低的温度 下进行，并应在 很短 的时间内完成。 二、单项选择题

1．下列属于化工基础原料的是（ A ） A．煤 B．硫酸 C．氢氧化钠 D．催化剂

2．把暂时中毒的催化剂经过一定方法处理后，恢复到一定活性的过程称为催化剂的（ D ）。 A．活化 B．燃烧 C．还原 D．再生

3．在甲烷蒸汽转化过程中，当析炭较重时，可采用（ C ）除炭。 A．空气 B．水 C．水蒸气 D．加催化剂

4．工业合成氨时，必须除去原料气中的杂质，其主要原因是（ C ）。 A．减少副反应 B．提高N2、H2的浓度 C．防止催化剂中毒 D．有利于平衡移动

5．能够使合成氨反应进行的程度增大的措施是（ D ）。

A．升高温度 B．降低压强 C．使用催化剂 D．不断移去NH3 6．氨合成时，惰性气体的存在会降低H2、N2气的分压，对反应（ C ） A.平衡有利，速度不利 B、平衡不利，速度有利 C.平衡和速度都不利 D、平衡和速度都有利 7．氨合成压力提高，新鲜氢氮气压缩功耗（ A ）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、无关

8．采用ADA法脱硫时，脱硫液中可起到吸收H2S气体作用的是（ B ）。 A、 NaHCO3 B、Na2CO3 C、NaVO3 D、Na2V4O9 9．CO变换时，采用（ B ）方法，可提高CO变换率。

A、升高温度 B、降低温度 C、提高压力 D、降低压力

10．合成氨所需氢气可由煤与水反应制得，其中有一步反应为 ，欲提高CO转化率可采用的方法是（ C ）

①降低温度；②增大压强；③使用催化剂；④增大CO浓度；⑤增大水蒸气浓度 A、①②③ B、④⑤ C、①⑤ D、⑤ 11．可用作合成氨生产的原料气是（ D ）。 A、空气煤气 B、水煤气 C、混合煤气 D、半水煤气 12．氨合成时，保持氢氮比等于（ C ）平衡氨含量最大。 A、1 B、2 C、3 D、4

13．低温甲醇法脱碳属于（ B ）。

A、化学吸收法 B、物理吸收法 C、物理化学吸收法 D、都不是 14．耐硫变换催化剂的活性组分是（ C ）。 A、CoO、MoO3 B、CoO、CoS C、CoS、MoS2 D、CoO、MoS2 15．氨合成时使用铁催化剂，必须将其还原成（ A ）后，才能有催化活性。 A、α-Fe B、Fe3O4 C、Fe2O3 D、FeO 16．能使氨合成催化剂形成永久中毒的物质是（ C ）。 A、水蒸气 B、CO C、硫化物 D、O2 17．氨合成时，增加空速会使气体与催化剂的（ B ）。 A、接触时间增强，出塔气中氨含量增大 B、接触时间缩短，出塔气中氨含量降低 C、接触时间增强，出塔气中氨含量下降 D、接触时间缩短，出塔气中氨含量增大 18．氨合成的惰性气体是指（ B ）。

A、CH4和N2 B、CH4和Ar C、CH4和O2 D、H2和CH4 19．氨合成时，提高压力，对氨合成反应（ A ）。

A、平衡和速度都有利 B、平衡有利，速度不利 C、平衡不利，速度有利 D、平衡和反应速度都不利

20．硫酸水溶液的密度随着硫酸含量的增加而增大，于（ C ）时达到最大值。 A. 93.3% B. 95.3% C. 98.3% D. 100%

21．二氧化硫催化氧化反应所用催化剂活性最高的是（ A ）。 A、铂 B、氧化铁 C、五氧化二钒

22．二氧化硫氧化为三氧化硫普遍采用的催化剂的活性组分是（ D ）。 A.氧化镍 B.三氧化二铁 C.四氧化三铁 D.五氧化二钒 23．生产浓硫酸时，炉气干燥中适宜的喷淋酸浓度为（ B ）。 A、90% B、95% C、98.3% D、100% 24．三氧化硫的吸收所采用吸收酸的浓度为（ C ）。 A.98% B. 98.3% C. 93.3% D. 99%

24．隔膜法电解食盐水，不可能在阳极产生的物质是（ C ）。 A Cl2 B NaClO C H2 D O2 25．氯碱工业中生产能耗最低的是电解方法是（ C ）。 A、水银法 B、隔膜法 C、离子交换膜法

26．氯碱工业中烧碱浓度高、质量好的电解方法是（ D ）。 A、水银法 B、隔膜法 C、离子交换膜法 D、水银法和离子交换膜法 27．隔膜法电解生产烧碱中电解槽的阴极常采用以（ A ）为阴极材料。 A、铁 B、铜 C、铂 D、镍

28．溶解结晶法生产氯化钾工艺流程由四部分组成，不属于其中的是（ D ）。 A、矿石溶浸 B、氯化钾结晶 C、氯化钾分离 D、氯化钾干燥

29．氨与磷酸中和生产磷酸铵工艺中，中和过程中最重要的控制条件是（ B ）。 A、料浆温度 B、中和度 C、磷酸浓度 D、时间与搅拌强度 30．下列属于难溶性磷肥是（ D ）。 A、普通过磷酸钙 B、钙镁磷肥 C、钢渣磷肥 D、磷矿粉肥 三、判断题

1．以空气为气化剂生产的煤气叫做水煤气，其组成中含有大量的H2和CO，发热量很高，可作为燃料。（ × ） 2．燃料层中，灰渣层的作用是预热和均匀分布自炉底的气化剂，并保护炉篦不致因过热而变形。（ √ ）

3．从发生炉出来的粗煤气温度很高，带有大量的热量同时带有大量的固体杂质。（ √ ） 4．提高转化温度，有利于甲烷的蒸汽转化，同时可抑制析碳反应的进行。（ × ） 5．传统磁铁催化剂中，当Fe2+/Fe3+等于或接近0.5时，催化剂还原后的活性最好。（ √ ） 6．原料气中的H2S可使氨合成催化剂暂时中毒。（ × ） 7．活性炭法既能脱除无机硫，又能全部脱除有机硫。（ × ） 8．PDS法、MSQ、栲胶法和鳌合铁法都属于湿式氧化法脱硫。（ √ ）

9．甲烷化法是在催化剂镍的作用下使甲烷生产CO、CO2而达到气体精制的方法。（ × ） 10．甲烷化催化剂和甲烷转化催化剂都是以镍作为活性组分，二者没有区别。（ × ） 11．液氮洗涤法是一种深冷分离方法，是基于各种气体溶点不同这一特性进行的。（ √ ） 12．增加水蒸汽用量可以使变换反应向生成H2和CO2方向进行，提高变换率。（ √ ） 13．钴钼系耐硫变换催化剂使用前不需要还原，但需要硫化。（ √ ） 14．在一定的空速下，合成压力越高，出口氨含量越高。（ √ ）

15．由于惰性气体既不参与反应，也不毒害催化剂，所以对氨合成无影响。（ × ） 16．氨合成时，惰性气体的放空位置应选择在惰性气体含量高而氨含量最小的地方。（ √ ） 17．在其他条件一定时，增加空间速度能提高催化剂生产强度。（ √ ） 18．接触法制得的硫酸纯度、浓度比硝化法制得的硫酸低。（ × ）

19．减小硫铁矿粒度，可以增加接触面积，从而焙烧速率加快。 （ √ ） 20．提高除酸雾效率，采取逐级减小酸雾粒径逐级分离的方法。 （ √ ） 21．“两转两吸”流程比“一转一吸”流程最终转化率高。（ √ ） 22．三氧化硫的吸收，从吸收的角度考虑，酸温高好。（ √ ）

23．水银法的优点是电解槽流出溶液产物中氢氧化钠浓度较高，其质量分数可达50%，不需蒸发增浓。 （ √ ）

24．电解法制烧碱的槽电压总是高于理论分解电压。 （ √ ） 25．甲铵生成反应是尿素合成中的控制反应。（ × ） 26．液氨和二氧化碳合成尿素的反应是一步进行的。（ √ ） 27．尿素的平衡转化率随温度的升高而不断增大。（ × ） 28．尿素合成过程中，氨碳比必须大于2。（ √ ）

29．在尿素合成的工业生产过程中，操作压力一定要高于物系的平衡压力。（ √ ）

30．氯化钾的溶解度随温度的升高而显著增加，但氯化钠的溶解度随温度的升高而增加很小。（ √ ） 四、名词解释

1．甲烷化法：甲烷化法是在催化剂镍的作用下将一氧化碳、二氧化碳加氮生成甲烷而达到气体精制的方法。

2．氯碱工业：电解法生产烧碱，在制得烧碱的同时，还生产氯气和氢气，而氯气又可进一步加工成盐酸、聚氯乙烯、农药等其他化工产品。所以1业上，电解法生产烧碱也称氯碱工业。 3．二氧化碳气提法：以二氧化碳为气提剂，在与合成等压的较高分解压力下，使合成反应液中未转化的甲铵和过剩氨具有较高的分解率的一种尿素生产方法。

4．烃类蒸汽转换法：将烃类与蒸汽的混合物流经管式炉管内催化剂床层，管外加燃料供热，使管内大部分烃类转化为氢气、一氧化碳和二氧化碳的制气方法。

5．一氧化碳变换：在催化剂存在的情况下，使原料气中的一氧化碳与水蒸汽作用生成氢气和二氧化碳，从而除去原料气中一氧化碳的气体净化方法。 6．复混肥料：是两种或两种以上基础肥料通过混合等伴有物理或化学反应的过程所制得的肥料。 7．半水煤气：以水蒸气加适量的空气或富氧空气为气化剂生成的煤气。主要成分： H2，CO，N2，CO2，其中(H2+CO)/ N2要达到3:1。

8．空间速率：单位体积催化剂每小时处理的气量，简称空速。

9．甲铵分解率：已分解成气体的二氧化碳量与合成熔融液中未转化成尿素的二氧化碳量之比称为甲铵分解率。

10．总氨蒸出率：从液相中蒸出氨的量与合成反应熔融液中未转化成尿素的氨量之比称为总氨蒸出率。

11．电流效率：是电解时电极上析出物质的实际产量与理论产量的比值，用η表示

12．槽电压：电解时电解槽的实际分解电压，其值为理论分解电压、超电压、电解液的电压降和电极、接点、导线等的电压降之和。

13．变换率：反应中变换了的一氧化碳量与反应前气体中一氧化碳量之比。 14．孔隙率：是指催化剂的微孔体积与催化剂的颗粒体积之比。 15．水碳比：是指进口气体中水蒸气与烃原料中所含碳的摩尔比。 五、简答

1．原料预处理应符合哪些原则？

答案要点：①必须满足工艺要求；②简便可靠的预处理工艺；③充分利用反应和分离过程的余热及能量；④尽量不要产生新的污染，不要造成损失；⑤尽量研究和采用先进技术；⑥投资节省，设备维护简便；⑦尽量分工由生产厂家精制

2．间歇法制气一个循环有哪几个阶段组成？各阶段的作用是什么？

答案要点：①吹风阶段。提高煤层温度。②蒸汽一次上吹。进行气化反应。③蒸汽下吹。继续进行气化反应。④蒸汽二次上吹。为下一步吹风创造条件。⑤空气吹净。回收存在炉子上部及管道中残余的煤气。

3．烃类蒸汽转化为什么要分为两段进行？

答案要点：提高转化率，降低建设成本，降低能耗 4．工业生产中一般采取什么措施防止炭黑生成？ 答案要点：（1）实际水碳比大于理论水碳比，这是不会有炭黑生成的前提。 （2）选用活性好、热稳定性好的催化剂，避免进入动力学可能析炭区。 （3）防止原料气和水蒸气带入有害物质，保证催化剂具有良好的活性。 （4）选择适宜的操作条件。

5．合成氨原料气为何要进行脱硫？

答案要点：硫是各种催化剂的毒物。对甲烷转化和甲烷化催化剂、中温变换催化剂、低温变换催化剂、甲醇合成催化剂、氨合成催化剂等的活性有显著的影响。硫化物还会腐蚀设备和管道，给后工序的生产带来许多危害。因此，对原料气中硫化物的清除是十分必要的。同时，在净化过程中还可得到副产品硫磺。

6．影响一氧化碳平衡变换率的因素有哪些？如何影响？

答案要点：①温度的影响。温度降低，平衡变换率提高，变换气中一氧化碳的平衡量减少。②水蒸气与一氧化碳体积比：在温度一定的情况下，一氧化碳平衡变换率随H2O/CO提高而增加，其趋势是先快后慢。③压力：反应为等体积反应，压力对平衡变换率无影响。④二氧化碳量：降低CO2量，有利于提高一氧化碳的变换率。

7．铜氨液吸收一氧化碳的原理是什么？铜氨液再生的作用与原理是什么？ 答案要点：铜氨液吸收一氧化碳的反应： Cu(NH3)4Ac2+ CO+NH4≒Cu[(NH3)3CO]Ac

铜氨液再生的作用：使吸收的CO和CO2解析出来；把被氧化的高价铜还原成低价铜。

铜液从铜洗塔中出来后，经减压并加热，使被吸收的CO、CO2和H2S等按吸收的逆反应释放出来。高价铜还原成低价铜的反应式：

Cu[(NH3)3CO]Ac+2Cu(NH3)4Ac2+H2O==3Cu(NH3)4Ac2+NH4Ac+CO2+3NH3 8．氨合成的反应速度受哪些因素的影响？是如何影响的？

答案要点：温度：氨合成反应时可逆放热反应，存在最佳温度，其值由组成、压力和催化剂的性质决定。在影响反应定压力下，氨含量提高，相应的平衡温度和最佳温度下降；压力提高平衡温度与最佳温度也相应提高。压力：从速度方程可看出，提高压力可使正反应速度增加大于逆反应速度增加，所以一般选择较高压力。同时必须在较高压力下才有可观的速度。氢氮比：如前所述反应达到平衡时，氨浓度在氢氮比为3时有最大值。然而比值为3时反应速率并不是

最快的。惰性气体：对惰性气体含量的增加，反应速率下降因此降低惰性气体含量反应速率加快，平衡氨含量提高。内扩散：本征反应动力学方程式末考虑外扩散、内扩散的影响。实际生产中，由于气体流量大，气流与催化剂颗粒外表面传递速率足够快，外扩散的影响可以忽略，但内扩散阻力却不能忽略，内扩散速率影响氨合成翻译的速率。 9．提高焙烧反应速率的途径有哪些？

答案要点：提高焙烧速率的途径： ① 提高操作温度。但不宜太高，太高会使炉内结疤，焙烧反而不能顺利进行。通常温度范围为900℃左右。 ② 减小硫铁矿粒度。可以减小扩散阻力，增加接触面积。 ③提高入炉空气氧含量。

10．炉气中的有害杂质有哪些？如何除去这些杂质？

答案要点：硫铁矿的焙烧炉气除含有SO2、N2、O2外，还含有SO3、H2O、As2O3、SeO2、HF及矿尘等物质。

矿尘的清除：机械除尘，电除尘器，液相洗涤法。 砷和硒的清除：降温，酸雾清除 酸雾的清除：电除雾器 水的清除：用浓硫酸干燥

11．SO2氧化成SO3时，为什么会存在最佳温度？

答案要点：从化学平衡的角度看，二氧化硫氧化是可逆的放热反应，降低温度对化学平衡有利；但从动力学角度看，提高反应温度对提高反应速度有利，因此，存在一个最佳反应温度，在该温度下，对于一定的反应条件和要求的转化率，反应速度达到最大。 12．氯碱工业生产具有哪些特点？

答案要点：原料易得、生产流程、能耗高、氯与碱的平衡、腐蚀和污染严重。 13．离子交换膜法制烧碱与传统的隔膜法相比，有哪些优缺点？

答案要点：优点：投资省；出槽碱液NaOH浓度高；能耗低；碱液质量好；氯气及氢气纯度高；无污染。

缺点：离子膜法制碱对盐水质量的要求远远高于隔膜法，因此要增加盐水的二次精制，即增加设备的投资费用；离子膜本身的造价也非常昂贵，容易损坏。 14．尿素加工过程有哪些副反应？如何防止？

答案要点：尿素溶液加工过程中主要狐妖的副反应有：尿素的水解和尿素的缩合反应。 要防止尿素的水解及缩合，蒸发过程应在尽可能低的温度下进行，并应在较短时间内完成。 15．过磷酸钙生产的工艺流程包括哪几个主要工序？

答案要点：过磷酸钙生产流程包括4个主要工序：①酸与磷矿粉混合；②料浆在化成室内固化（化成）；③过磷酸钙在仓库内熟化；④从含氟废气中回收氟。目前工业上大多数采用连续生产。 六、论述题

1．本菲尔特法吸收二氧化碳的原理是什么？再生的原理是什么？ 答案要点：（1）纯碳酸钾水溶液和二氧化碳的反应

碳酸钾水溶液吸收CO2的过程为：气相中CO2扩散到溶液界面；CO2溶解于界面的溶液中；溶解的CO2在界面液层中与碳酸钾溶液发生化学反应；反应产物向液相主体扩散。据研究，在碳酸钾水溶液吸收CO2的过程中，化学反应速率最慢,起了控制作用。 纯碳酸钾水溶液吸收CO2的化学反应式为：

（2）碳酸钾溶液对原料气中其他组分的吸收

含有机胺的碳酸钾溶液在吸收CO2的同时，也可除去原料气中的硫化氢、氰化氢，硫酸等酸性组分，吸收反应为：

H2S+K2CO3 = KHCO3+KHS HCN+K2CO3 = KCN +KHCO3 R-SH+K2CO3 = RSH+KHCO3

硫氧化碳，二硫化碳首先在热钾碱溶液中水解生成H2S，然后再被溶液吸收。 COS+H2O = CO2+H2S

CS2+H2O = COS+H2S (3)吸收溶液的再生

碳酸钾溶液吸收CO2后，碳酸钾为碳酸氢钾，溶液PH值减小，活性下降，故需要将溶液再生，逐出CO2，使溶液恢复吸收能力，循环使用，再生反应为 2KHCO3 = K2CO3+CO2+H2O

2．写出氨合成反应的化学平衡方程式，并说明从化学平衡的角度看如何提高平衡氨的含量？ 答案要点：1/2N2＋3/2H2==NH3 ΔH?298=－46.22 kJ/mol

影响平衡氨含量的因素：温度、压力、氢氮比的影响、惰性气体含量的影响，提高平衡氨含量方法：提高压力、降低温度和减少惰性气体含量。

氨合成反应必须有适当的催化剂才有可观的反应速度，没有催化剂，即使在很高压力下反应速度也很小，生成的氨浓度很低。常用的催化剂主要是铁催化剂。催化剂组成Fe3O4,活性组分是金属铁。

3．简述传统中压氨合成流程，并说明此流程优缺点。

答案要点：合成塔1出口气体经水冷器2冷却至常温。其中部分气氨被冷凝，液氨在氨分离器3中分出。为降低惰性气体含量，循环气在氨分离器后部分放空，大部分循环气经循环压缩机4压缩后进入油分离器5，新鲜气也在此补入。然后气体进入冷交换器6的上部换热器管内，回收氨冷器出口循环气的冷量后，再经氨冷器7冷却到-l0℃左右，使气体中绝大部分氨冷凝下来，在冷交换器下部氨分离器中将液氨分离。分离了液氨的低温循环气经冷交换器上部换热器管间预冷进氨冷器的气体，自身被加热到10-30℃进入氨合成塔，完成循环过程。 优点：

①流程简单，设备投资低。放空气位置安放合理，惰性气体含量高，氨和氢氮含量相对低，减少氨和原料气的损失

②循环压缩机位于一、二氨分离器之间，气体量少，温度低利于压缩 ③可以脱除新鲜气中微量CO2和H2O 缺点：

①新鲜原料气补充位置安放不合理 ②热量回收利用不充分

4．沸腾焙烧炉由哪几部分构成？其作用是什么？

答案要点：沸腾炉炉体为钢壳，内衬耐火砖。炉内空间分为上部为燃烧空间、沸腾层和空气室三部分。

空气室也可称为风室，鼓风机将空气鼓入炉内先经空气室，为使空气能均匀经过气体分布板进入沸腾层，空气室一般做成锥形，分布板上安排有许多风帽。风帽的作用是使空气均匀喷入炉膛，保证炉截面上没有任何“死角”，同时也防止矿粒从板上漏入空气室。

沸腾层是矿料焙烧的主要空间，炉内温度此处为最高，为防止温度过高而使矿料熔结，在沸腾层设有冷却装置来控制温度和回收热量。沸腾层的高度一般以矿渣溢流口高度为准。

上部燃烧空间的直径比沸腾层有所扩大，在此加入二次空气，使被吹起来的矿料细粒在此充分燃烧，以确保一定的烧出率，同时降低气体流速，以减少吹出的矿尘量，减轻炉气除尘的负荷。 5．隔膜法电解生产烧碱中，提高电流效率的措施有哪些？ 答案要点：① 优化操作条件，减少副反应的发生。提高精盐水的纯度，进一步降低Ca2+、Mg2+、SO42-的含量；提高精盐水中NaCl的含量，使之接近饱和；预热盐水，提高电解槽温度，从而降低Cl2在阳极液中的溶解度。

② 防止OH-进入阳极室而消耗碱。保证隔膜有良好的性能，并适当控制阳极室和阴极室有一定的液面差，控制电解槽送出的碱液浓度不超过140g/L。

③ 适当提高电流密度。电流密度的提高，加快了盐水透过隔膜的流速，减缓了OH-的反迁移从而提高电流效率。一般电流密度每增加100A/m2，电流效率约提高0.1%。

④ 生产中还应保证供电稳定，防止电流波动，并保证电解槽良好的绝缘，防止漏电。 6．尿素溶液蒸发过程为什么不在一个压力段下进行，常分为两段？

答案要点：从理论上讲，合成塔出口的溶液，减压后压力越低，加热温度越高，甲铵分解和游离氨和二氧化碳的解吸越彻底，但是由于副反应和腐蚀等因素的影响，过高的分解温度是不可行的。为了使甲铵分解和有利氨及二氧化碳的解吸更彻底，最终必须使分解过程在较低的压力下进行，。然而，如果合成反应液的分解过程始终在较低压力下进行，在技术经济上是不利的。因为在回收工序回收低压的氨和二氧化碳混合气体再送回合成工序，必然耗费很多升压的机械能，还要添加大量的水才能将分解出来的氨和二氧化碳回收下来，而这将导致合成工序水碳比过大，转化率降低。此外，在低压下回收氨和二氧化碳时，由于温度低，放出的热量也不好利用。

工业生产上为了解决这些矛盾，保证未反应物完全分解和回收，一般采用多段减压加热分解法。 7．画出大型氨厂所采用的凯洛格氨合成工艺流程图，并简述其工艺过程。 答案要点：

新鲜气在离心压缩机的第一缸中压缩，经新鲜气甲烷化气换热器、水冷却器及氨冷却器冷却。除去水分后新鲜气进入压缩机第二缸继续压缩并与循环气在缸内混合，升高压力，经过水冷却器后，气体分为两路，一路约50％的气体经过两级串联氨冷器6和7，另一路气体与高压氨分离器来的气体在冷热换热器内换热，两路气体汇合后，再经过第三级氨冷器，利用蒸发的液氨进一步冷却，然后送往高压氨分离器。分离液氨的循环气经冷热交换器和热热换热器预热进轴向冷激式氨合成塔。高压氨分离器中的液氨经减压后进入冷冻系统，弛放气与回收氨后的放空气一并用作燃料。

8．请设计硫酸生产中二氧化硫转化的（3+1，III、II-IV、I）“两转两吸”工艺流程图，并简述其转化过程及优缺点。 答案要点：

指第一次转化用三段催化剂，第二次转化用一段催化剂，第一次转化前，含SO2气体通过换热器的次序为第Ⅲ换热器，第Ⅱ换热器；第二次转化前，含SO2气体通过换热器的次序为第Ⅳ换热器，第Ⅰ换热器。

优点：①最终转化率比一次转化高；②能够处理SO2含量高的炉气。③“两转两吸”流程多了一次转化和吸收，虽然投资比一次转化高10%左右，但与“一转一吸”再加上尾气回收的流程相比，实际投资可降低5%左右，生产成本降低3%。由于少了尾气回收工序，劳动生产率可以提高7%。 缺点：①由于增设中间吸收塔，转化气温度由高到低，再到高，整个系统热量损失较大。②两次转化较一次转化增加了一合中间吸收塔及几台换热器，阻力比一次转化流程大 9．分析下面的流程图，并回答问题。

（1）设备1、2的名称是什么？各起什么作用？ （2）二段转化炉内发生的主要反应有哪些？ （3）简述工艺流程。

答案要点：①1：钴钼加氢反应器，将有机硫转化为硫化氢；2：脱硫槽：将硫化氢脱除。 ②二段转化过程中催化剂床层顶部发生的反应为： ；

催化剂床层中部发生的主要反应为：

③原料天然气经压缩机加压到4.15MPa后，配入3.5%-5.5%的氢于一段转化炉对流段3盘管加热至400℃，进入钴钼加氢反应器1进行加氢反应，将有机硫转化为硫化氢，然后进入氧化锌脱硫槽2脱除硫化氢，然后配入中压蒸汽，使水碳比达3.5左右，进入对流段盘管加热到500-520，送入辐射段4顶部原料气总管，再分配进入各转化管。气体自上而下流经催化床，一边吸热一边反应，并沿着集气管中间的上升管上升，继续吸收热量，使温度达到800-860℃，经输气总管

送往二段转化炉5。工艺空气经压缩机加压到3.34-3.55MPa，也配入少量水蒸气进入对流段盘管加热到450℃左右，进入二段炉顶部与一段转化气汇合，在顶部燃烧区燃烧，温度升到1200℃左右，再通过催化剂床层反应。为了挥手转化气的热量，二段转化炉通过两台并联的废热锅炉6后，接着又进入第二废热锅炉7，从第二废热锅炉出来的气体即可送往变换工段。 10．分析下面的流程图，并回答问题。

①上述工艺流程图中1、2、4、5分别是什么设备？有什么作用？ ②该工艺流程属于间歇式生产煤气还是连续化法生产？ ③简述工艺流程。

答案要点：① 1：煤气发生炉，主要用于生产煤气；2：燃烧室，回收热量；4：废热锅炉，回收余热；5：洗涤塔，洗涤煤气并进行降温。 ②该流程属于间歇式生产半水煤气工艺流程。

③固体燃料由加料机从煤气发生炉1顶部间歇加入炉内。吹风时，空气经鼓风机加压之下而上通过煤气发生炉，吹风气经燃烧室2及废热锅炉4回收热量后由烟囱放空。燃烧室中加入二次空气，将吹风气中可燃气体燃烧使室内的格子蓄热砖温度升高。蒸汽上吹制气时，煤气经燃烧室及废热锅炉回收余热后，再经洗气箱3及洗涤塔5进入气柜。下吹制气时，蒸汽从燃烧室顶部进入，经预热后进入煤气发生炉自上而下流经燃料层。由于煤气温度较低，直接经洗气箱和洗涤塔进入气柜。二次上吹时，气体流向与上吹响铜。空气吹净时，气体经燃烧室、废热锅炉、洗气箱和洗涤塔进入气柜。燃料气化后，灰渣经螺旋炉箅由刮刀刮入灰箱，定期排出炉外。

2