2025年大學(xué)《能源化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——燃煤電站脫硫技術(shù)在能源化學(xué)中的應(yīng)用前景考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。每小題2分，共20分）1.燃煤電站煙氣中產(chǎn)生的主要酸性氣體污染物是（）。A.氮氧化物（NOx）B.一氧化碳（CO）C.二氧化硫（SO?）D.二氧化碳（CO?）2.下列哪種脫硫技術(shù)主要利用了石灰石（CaCO?）與二氧化硫（SO?）在吸收塔內(nèi)液相中的溶解和化學(xué)反應(yīng)？（）A.氨法脫硫B.海水脫硫C.石灰石-石膏法D.循環(huán)流化床法3.石灰石-石膏法煙氣脫硫過(guò)程中，吸收劑（石灰石）通常需要破碎至一定粒度，其主要目的是為了（）。A.提高反應(yīng)溫度B.增大比表面積，加快反應(yīng)速率C.減少設(shè)備磨損D.降低吸收塔內(nèi)氣流阻力4.在煙氣脫硫技術(shù)中，采用氨作為吸收劑進(jìn)行脫硫，其主要缺點(diǎn)之一是（）。A.脫硫效率低B.吸收劑來(lái)源廣泛，成本低廉C.可能產(chǎn)生二次污染（如NOx），且氨逃逸問(wèn)題控制較難D.脫硫產(chǎn)物（硫酸銨）不易處理5.煙氣脫硫過(guò)程通常需要在一定溫度下進(jìn)行，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)脫硫效率產(chǎn)生不利影響。一般來(lái)說(shuō)，適宜的脫硫溫度范圍大約在（）。A.100-150°CB.250-350°CC.500-600°CD.800-900°C6.煙氣脫硫副產(chǎn)物石膏（CaSO?·2H?O）的主要利用途徑不包括（）。A.制造建材（如石膏板）B.用作土壤改良劑C.生產(chǎn)硫酸D.直接排放到環(huán)境中7.從能源化學(xué)的角度看，燃煤電站煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用，其核心價(jià)值在于（）。A.完全消除煤炭燃燒帶來(lái)的所有環(huán)境影響B(tài).提高煤炭燃燒的熱效率C.在滿足能源需求的同時(shí)，顯著降低大氣污染物排放，促進(jìn)能源的清潔化利用D.替代煤炭成為主要的能源來(lái)源8.對(duì)于燃煤電站而言，實(shí)施煙氣脫硫后，通常對(duì)其后續(xù)的（）設(shè)備運(yùn)行有積極影響。A.鍋爐燃燒器B.煙氣余熱回收裝置C.氮氧化物脫除裝置D.鍋爐汽包9.以下哪項(xiàng)措施不屬于提高煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的途徑？（）A.優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)，降低能耗B.采用高效低耗的吸收劑C.提高脫硫效率，減少吸收劑消耗D.忽略脫硫副產(chǎn)物的處理成本10.隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，煙氣脫硫技術(shù)在燃煤電站中的應(yīng)用前景正面臨新的挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)為（）。A.技術(shù)成熟度高，已無(wú)改進(jìn)空間B.脫硫成本持續(xù)上升，經(jīng)濟(jì)性下降C.對(duì)更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)（如超低排放）的處理能力不足D.脫硫副產(chǎn)物已無(wú)任何利用價(jià)值二、填空題（請(qǐng)將答案填寫(xiě)在橫線上。每空2分，共20分）1.燃煤電站煙氣脫硫的主要目的是減少二氧化硫的排放，降低對(duì)大氣造成的______污染和______危害。2.石灰石-石膏法煙氣脫硫系統(tǒng)中，煙氣中的二氧化硫先溶解于吸收液中，主要發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸鈣（CaSO?），該化合物在氧化后生成石膏（CaSO?·2H?O）。3.氨法脫硫除了脫除二氧化硫外，其吸收劑氨氣還能與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)，具有一定的______效果。4.煙氣脫硫技術(shù)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)中，最核心的指標(biāo)是______，通常用脫除的二氧化硫量與進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的二氧化硫總量的百分比表示。5.煙氣脫硫副產(chǎn)物石膏的綜合利用是實(shí)現(xiàn)脫硫技術(shù)______和______的重要途徑。三、簡(jiǎn)答題（請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝的主要流程。2.比較氨法脫硫和石灰石-石膏法脫硫在脫硫效率、副產(chǎn)物、適用條件等方面的主要區(qū)別。3.簡(jiǎn)述煙氣脫硫技術(shù)對(duì)燃煤電站運(yùn)行可能帶來(lái)的影響。4.什么是煙氣脫硫技術(shù)的資源化利用？請(qǐng)列舉至少兩種脫硫副產(chǎn)物的資源化利用方向。四、論述題（請(qǐng)結(jié)合能源化學(xué)專業(yè)知識(shí)，深入闡述下列問(wèn)題。每題10分，共30分）1.論述煙氣脫硫技術(shù)在能源化學(xué)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效利用的重要意義。2.結(jié)合當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型和環(huán)境保護(hù)的要求，分析燃煤電站煙氣脫硫技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)以及未來(lái)的發(fā)展方向。3.探討煙氣脫硫技術(shù)與碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)相結(jié)合的可行性與潛在優(yōu)勢(shì)，及其在能源化學(xué)學(xué)科發(fā)展中的意義。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.B4.C5.B6.D7.C8.C9.D10.C二、填空題1.酸雨；酸雨2.化學(xué)吸收；氧化3.脫硝4.脫硫效率5.經(jīng)濟(jì)性；環(huán)境友好性三、簡(jiǎn)答題1.答：煙氣首先進(jìn)入脫硫吸收塔，與自頂部噴淋下來(lái)的吸收劑溶液（通常是石灰石漿液）逆流接觸，SO?溶解并被吸收轉(zhuǎn)化為亞硫酸鈣。然后，亞硫酸鈣溶液進(jìn)入氧化系統(tǒng)，通入空氣或氧氣將其氧化為硫酸鈣（石膏）。最后，硫酸鈣結(jié)晶析出，通過(guò)脫水系統(tǒng)得到干石膏，吸收劑溶液經(jīng)循環(huán)利用。2.答：區(qū)別主要體現(xiàn)在：①脫硫效率：石灰石-石膏法效率通常較高（可達(dá)95%以上），氨法也較高（可達(dá)90%以上）。②副產(chǎn)物：石灰石-石膏法產(chǎn)生石膏（CaSO?·2H?O），氨法產(chǎn)生硫酸銨[(NH?)?SO?]或亞硫酸銨[(NH?)?SO?]。石膏相對(duì)無(wú)害且可利用，硫酸銨可用作化肥，但氨逃逸和潛在的NOx生成是氨法缺點(diǎn)。③成本：石灰石法初始投資和運(yùn)行成本可能略高，但吸收劑成本低廉；氨法運(yùn)行成本與SO?濃度相關(guān)，但吸收劑需專門(mén)制備或購(gòu)買。④適用條件：氨法對(duì)SO?濃度變化適應(yīng)性可能更好，且可協(xié)同脫硝；石灰石法更成熟穩(wěn)定。⑤環(huán)境問(wèn)題：氨法存在氨逃逸和潛在NOx生成風(fēng)險(xiǎn)；石灰石法相對(duì)環(huán)境友好。3.答：煙氣脫硫技術(shù)對(duì)燃煤電站運(yùn)行的影響包括：①降低煙氣溫度：部分濕法脫硫會(huì)降低排煙溫度，可能影響引風(fēng)機(jī)效率，但有利于煙氣余熱回收。②增加煙氣量：脫硫過(guò)程會(huì)引入吸收劑和水蒸氣，使干煙氣量略有增加，影響引風(fēng)機(jī)選型和運(yùn)行。③增加設(shè)備投資和占地面積：需要增加脫硫系統(tǒng)及其輔助設(shè)備，如吸收塔、漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、石膏脫水機(jī)等。④增加運(yùn)行成本：消耗吸收劑、水、電以及產(chǎn)生脫硫副產(chǎn)物處理費(fèi)用。⑤可能影響催化劑壽命：某些脫硫工藝（如氨法）或副產(chǎn)物（如石膏）可能對(duì)下游選擇性催化還原（SCR）脫硝催化劑產(chǎn)生負(fù)面影響。4.答：煙氣脫硫技術(shù)的資源化利用是指將脫硫過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物（主要是石膏或硫酸銨）進(jìn)行回收處理，轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)廢物資源化，提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。主要利用方向有：①制造建材：將脫硫石膏用于生產(chǎn)石膏板、石膏砌塊、墻體抹灰材料、水泥緩凝劑等。②用作土壤改良劑：脫硫石膏可作為土壤改良劑，調(diào)節(jié)土壤酸堿度，補(bǔ)充鈣、硫元素。③生產(chǎn)硫酸：將石膏煅燒制得二氧化硫，再氧化、吸收制成硫酸，實(shí)現(xiàn)硫資源的循環(huán)利用。④生產(chǎn)化肥：將脫硫石膏或硫酸銨用作生產(chǎn)硫酸銨或過(guò)磷酸鈣等化學(xué)肥料的原料。四、論述題1.答：煙氣脫硫技術(shù)是能源化學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)煤炭清潔高效利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先，煤炭作為當(dāng)前及未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)重要的能源基料，其大規(guī)模應(yīng)用面臨嚴(yán)峻的環(huán)境挑戰(zhàn)，尤其是SO?排放導(dǎo)致的酸雨和大氣污染。煙氣脫硫能夠有效去除燃煤過(guò)程中產(chǎn)生的SO?，顯著降低大氣污染物排放，滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求，使煤炭這種化石能源能夠以更環(huán)保的方式被利用。其次，脫硫技術(shù)提高了燃煤電站的環(huán)境友好性，是其實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要條件，保障了煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)地位。再次，脫硫過(guò)程涉及化學(xué)反應(yīng)、傳質(zhì)過(guò)程、熱力學(xué)分析、工程應(yīng)用等多方面能源化學(xué)知識(shí)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力的重要實(shí)踐。最后，脫硫副產(chǎn)物的資源化利用探索，如制備建材、化肥等，體現(xiàn)了能源化學(xué)在推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和資源可持續(xù)利用方面的作用，促進(jìn)了煤炭的梯級(jí)利用和產(chǎn)業(yè)鏈延伸。2.答：燃煤電站煙氣脫硫技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)包括：①日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)：隨著環(huán)保要求的提高，“超低排放”成為標(biāo)配，對(duì)脫硫系統(tǒng)的效率、穩(wěn)定性、運(yùn)行成本提出了更高要求，現(xiàn)有技術(shù)需進(jìn)一步優(yōu)化或開(kāi)發(fā)新型高效脫硫技術(shù)。②經(jīng)濟(jì)性壓力：脫硫系統(tǒng)的投資和運(yùn)行成本占發(fā)電成本的比例較大，如何在滿足環(huán)保要求的同時(shí)，保持或降低脫硫成本，是其商業(yè)化應(yīng)用和推廣的關(guān)鍵。③脫硫副產(chǎn)物的處理與資源化利用：如何高效、低成本、環(huán)境友好地處理和利用大量脫硫副產(chǎn)物（如石膏），避免二次污染，并實(shí)現(xiàn)其最大化的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，仍是需要持續(xù)解決的問(wèn)題。④與其他環(huán)保技術(shù)的協(xié)同：如何在脫硫系統(tǒng)與脫硝、除塵、碳捕集等系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同運(yùn)行，優(yōu)化整體環(huán)保效益和運(yùn)行效率，是技術(shù)集成面臨的新挑戰(zhàn)。未來(lái)發(fā)展方向主要包括：①開(kāi)發(fā)更高效率、更穩(wěn)定、更低成本的脫硫技術(shù)，如新型吸收劑、膜分離技術(shù)、生物脫硫等。②加強(qiáng)脫硫副產(chǎn)物的深度資源化利用技術(shù)研發(fā)，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。③推動(dòng)脫硫技術(shù)與SCR脫硝、碳捕集等技術(shù)的集成優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)多污染物協(xié)同控制。④利用智能化、數(shù)字化技術(shù)提升脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行效率和環(huán)境效益。3.答：煙氣脫硫技術(shù)與碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)相結(jié)合具有一定的可行性和潛在優(yōu)勢(shì)，是能源化學(xué)學(xué)科在應(yīng)對(duì)氣候變化和實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)背景下的重要探索方向。可行性體現(xiàn)在：①技術(shù)流程銜接：燃煤電站煙氣脫硫后，通常需要進(jìn)行煙氣冷卻和粉塵去除，這些預(yù)處理步驟與碳捕集系統(tǒng)的進(jìn)氣要求有部分重合，可以在一定程度上簡(jiǎn)化整體工藝流程，降低集成成本。②污染物協(xié)同控制：脫硫主要去除SO?，而碳捕集技術(shù)主要去除CO?。兩者結(jié)合可以在同一套煙氣處理設(shè)施中去除多種主要污染物，提高污染物去除效率，降低單個(gè)污染物的處理負(fù)擔(dān)。③提高碳捕集效率：煙氣經(jīng)過(guò)脫硫后，SO?濃度降低，可能有利于提高CO?的捕集效率（如果采用燃燒后捕集路線且SO?對(duì)吸收劑有干擾）。潛在優(yōu)勢(shì)包括：①提高能源利用效率：通過(guò)協(xié)同控制污染物排放，可以優(yōu)化發(fā)電廠運(yùn)行，減少污染物對(duì)