2025年制氫裝置操作工試題庫(技師及高級(jí)技師)附答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.制氫裝置中，變壓吸附（PSA）單元常用的吸附劑組合為（）。A.活性氧化鋁+硅膠+分子篩B.活性炭+分子篩+活性氧化鋁C.活性炭+硅膠+活性氧化鋁D.分子篩+硅膠+活性炭答案：B2.轉(zhuǎn)化催化劑還原時(shí)，還原介質(zhì)中H?體積分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（）。A.50%B.60%C.70%D.80%答案：C3.以下關(guān)于氧化鋅脫硫劑的說法，錯(cuò)誤的是（）。A.主要用于脫除無機(jī)硫（H?S）B.對(duì)有機(jī)硫（如硫醇）無脫除能力C.反應(yīng)溫度通常控制在300-400℃D.硫容飽和后需更換或再生答案：B（注：部分活性高的氧化鋅脫硫劑可脫除少量低分子有機(jī)硫）4.制氫裝置緊急停車時(shí)，轉(zhuǎn)化爐的降溫速率應(yīng)控制在（）。A.≤20℃/hB.≤30℃/hC.≤40℃/hD.≤50℃/h答案：A5.以下哪項(xiàng)不是轉(zhuǎn)化爐管超溫的直接原因？（）A.原料氣流量波動(dòng)B.燃料氣熱值降低C.催化劑結(jié)碳D.水碳比偏高答案：D（水碳比偏高會(huì)抑制結(jié)碳，降低爐管超溫風(fēng)險(xiǎn)）6.PSA單元中，吸附塔的吸附時(shí)間主要由（）決定。A.原料氣流量與雜質(zhì)含量B.吸附劑裝填量C.解吸氣壓力D.產(chǎn)品氫純度要求答案：A7.轉(zhuǎn)化催化劑活性下降的表征不包括（）。A.轉(zhuǎn)化氣中CH4含量升高B.爐管表面溫度分布不均C.水碳比需降低維持轉(zhuǎn)化率D.燃料氣消耗量增加答案：C（活性下降時(shí)需提高水碳比抑制結(jié)碳）8.制氫裝置中，原料氣預(yù)熱器的主要作用是（）。A.回收轉(zhuǎn)化氣余熱B.提高原料氣進(jìn)脫硫槽溫度C.降低轉(zhuǎn)化爐熱負(fù)荷D.防止原料氣中輕烴冷凝答案：B9.以下關(guān)于馳放氣的描述，正確的是（）。A.僅來自PSA單元解吸氣B.主要成分為H?、CH4、CO、CO?C.必須全部作為燃料氣回用D.氫含量低于產(chǎn)品氫但高于原料氣答案：B10.制氫裝置水碳比的計(jì)算基準(zhǔn)是（）。A.原料氣中碳元素總量與水蒸氣摩爾比B.原料氣中烴類摩爾數(shù)與水蒸氣摩爾比C.原料氣中甲烷摩爾數(shù)與水蒸氣摩爾比D.原料氣中總碳數(shù)與水蒸氣質(zhì)量比答案：A二、判斷題（每題1分，共10分）1.轉(zhuǎn)化催化劑還原時(shí)，應(yīng)先升溫后配氫，避免NiO被氧化。（）答案：×（應(yīng)先配氫再升溫，防止催化劑氧化）2.PSA單元中，吸附劑對(duì)雜質(zhì)的吸附能力順序?yàn)椋篐2O＞H2S＞CO2＞CH4＞H2。（）答案：√3.原料氣中烯烴含量過高會(huì)導(dǎo)致脫硫劑硫容下降，需增設(shè)預(yù)加氫反應(yīng)器。（）答案：√4.轉(zhuǎn)化爐管出現(xiàn)花斑（局部溫度異常）時(shí)，應(yīng)立即降低負(fù)荷并排查催化劑裝填問題。（）答案：√5.制氫裝置緊急停車時(shí)，應(yīng)先切斷原料氣，再停燃料氣，最后停循環(huán)水。（）答案：×（應(yīng)先停燃料氣，防止?fàn)t管超溫）6.中變催化劑還原時(shí)，可使用轉(zhuǎn)化氣作為還原介質(zhì)，無需額外配氫。（）答案：√（轉(zhuǎn)化氣含H?，可滿足還原需求）7.PSA單元解吸壓力升高會(huì)導(dǎo)致吸附劑再生不徹底，降低氫氣收率。（）答案：√8.水碳比過低會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)化催化劑結(jié)碳，需通過提高水蒸氣流量或降低原料氣流量調(diào)整。（）答案：√9.制氫裝置的氫氣收率=（產(chǎn)品氫量/原料氣中可轉(zhuǎn)化氫總量）×100%。（）答案：√10.轉(zhuǎn)化爐排煙溫度過高會(huì)降低熱效率，應(yīng)通過增加吹灰頻率或檢修空氣預(yù)熱器改善。（）答案：√三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述轉(zhuǎn)化爐管超溫的主要原因及處理措施。答案：主要原因：①原料氣流量波動(dòng)或組成變化（如烯烴、重?zé)N含量增加）；②催化劑結(jié)碳或活性下降；③燃料氣分布不均（個(gè)別燒嘴火焰偏燒）；④水碳比過低；⑤爐管內(nèi)催化劑裝填不均（局部空隙）。處理措施：①穩(wěn)定原料氣流量，分析組成并調(diào)整預(yù)處理；②提高水碳比至4.0-5.0抑制結(jié)碳；③調(diào)整燒嘴配風(fēng)，確?；鹧婢鶆?；④若超溫嚴(yán)重（＞850℃），降低負(fù)荷或緊急停車；⑤長期超溫需停車檢查催化劑裝填情況。2.分析PSA單元?dú)錃馐章氏陆档目赡茉颉４鸢福孩傥綍r(shí)間過長：雜質(zhì)穿透吸附劑層，導(dǎo)致產(chǎn)品氫純度下降，需縮短吸附時(shí)間；②解吸壓力過高：吸附劑再生不徹底，吸附容量降低，應(yīng)檢查真空泵或解吸氣背壓閥；③吸附劑粉化：裝填密度下降，有效吸附面積減少，需停車補(bǔ)裝或更換；④原料氣溫度過高：吸附劑對(duì)雜質(zhì)的吸附能力隨溫度升高而降低，應(yīng)檢查原料氣冷卻器；⑤程控閥內(nèi)漏：導(dǎo)致吸附塔串壓，部分氫氣未被回收，需檢修閥門密封性。3.中變催化劑硫化的目的及操作要點(diǎn)。答案：目的：中變催化劑（如Fe-Cr系）活性組分需轉(zhuǎn)化為硫化態(tài)（FeS）以提高對(duì)CO變換反應(yīng)的選擇性，避免副反應(yīng)（如甲烷化）。操作要點(diǎn)：①硫化介質(zhì)：使用H?S（可通過CS?或DMDS分解產(chǎn)生）與H?的混合氣體；②硫化溫度：初始溫度200℃，逐步升至400℃，避免超溫導(dǎo)致催化劑燒結(jié)；③硫化終點(diǎn)判斷：出口H?S濃度≥0.1%且穩(wěn)定0.5h以上；④硫化后需用氮?dú)庵脫Q至H?S含量＜10ppm，防止后續(xù)開車時(shí)污染產(chǎn)品氫。4.制氫裝置開車前，如何對(duì)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行氮?dú)庵脫Q？答案：①確認(rèn)系統(tǒng)盲板已拆除，所有閥門處于關(guān)閉狀態(tài)；②從轉(zhuǎn)化爐入口引入氮?dú)?，依次通過脫硫槽、轉(zhuǎn)化爐、中變反應(yīng)器、低變反應(yīng)器（若有）、廢熱鍋爐、水洗塔至PSA入口；③每段設(shè)備置換時(shí)，打開低點(diǎn)導(dǎo)淋和高點(diǎn)放空閥，確保死區(qū)氣體置換；④置換指標(biāo)：連續(xù)三次采樣分析O?含量＜0.5%（體積分?jǐn)?shù)）；⑤置換完成后，關(guān)閉所有放空閥，系統(tǒng)充壓至0.3-0.5MPa氮?dú)獗?，防止空氣滲入。5.原料氣中斷時(shí)，制氫裝置的緊急處理步驟。答案：①立即關(guān)閉原料氣總閥，切斷進(jìn)料；②停止向轉(zhuǎn)化爐供燃料氣，關(guān)閉各燒嘴閥門，防止?fàn)t管超溫；③保持轉(zhuǎn)化爐引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行，維持爐膛負(fù)壓（-50至-100Pa），逐步降低爐溫；④維持水蒸氣流量（≥設(shè)計(jì)值的60%），防止催化劑結(jié)碳；⑤關(guān)閉PSA單元進(jìn)料閥，將吸附塔切至均壓停車狀態(tài)，避免床層壓力波動(dòng)；⑥啟動(dòng)系統(tǒng)氮?dú)庵脫Q（若長時(shí)間停車），防止設(shè)備內(nèi)介質(zhì)倒竄；⑦聯(lián)系調(diào)度確認(rèn)原料氣恢復(fù)時(shí)間，短時(shí)間（＜1h）可維持熱備用，長時(shí)間需按正常停車步驟降溫降量。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某制氫裝置原料氣組成為（體積%）：CH485%、C2H68%、C3H85%、N22%，原料氣流量為10000Nm3/h，水碳比控制為3.5，計(jì)算所需水蒸氣流量（Nm3/h）。（注：1mol氣體體積為22.4Nm3）答案：①計(jì)算原料氣中總碳數(shù)：CH4：85%×1=0.85；C2H6：8%×2=0.16；C3H8：5%×3=0.15；總碳數(shù)=0.85+0.16+0.15=1.16（mol碳/mol原料氣）②原料氣摩爾流量=10000/22.4≈446.43kmol/h③總碳摩爾流量=446.43×1.16≈517.86kmol/h④水蒸氣摩爾流量=水碳比×總碳摩爾流量=3.5×517.86≈1812.51kmol/h⑤水蒸氣流量=1812.51×22.4≈40600Nm3/h2.某制氫裝置PSA單元原料氣流量為50000Nm3/h，氫氣含量為80%（體積%），產(chǎn)品氫流量為38000Nm3/h（純度99.9%），計(jì)算氫氣收率。答案：①原料氣中氫氣總量=50000×80%=40000Nm3/h②產(chǎn)品氫中氫氣量=38000×99.9%≈37962Nm3/h③氫氣收率=（37962/40000）×100%≈94.9%五、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某制氫裝置運(yùn)行中，轉(zhuǎn)化爐出口甲烷含量由2%升至5%，同時(shí)爐管表面溫度（管壁溫度）局部升至880℃（正?！?50℃），請(qǐng)分析可能原因及處理方案。答案：可能原因：①轉(zhuǎn)化催化劑活性下降：長期運(yùn)行后催化劑燒結(jié)或中毒（如硫、氯污染），導(dǎo)致甲烷轉(zhuǎn)化不完全；②水碳比偏低：實(shí)際水碳比低于設(shè)計(jì)值（如蒸汽流量表故障或原料氣流量增大未及時(shí)調(diào)整），抑制了轉(zhuǎn)化反應(yīng)（CH4+H2O→CO+3H2）；③爐管內(nèi)催化劑裝填不均：局部催化劑空隙率大，氣體流速過快，反應(yīng)時(shí)間不足；④原料氣組成變化：重?zé)N（C2+）含量增加，轉(zhuǎn)化反應(yīng)需更高溫度，導(dǎo)致局部爐管超溫。處理方案：①立即檢測原料氣組成及硫含量，確認(rèn)是否存在硫穿透（若脫硫劑失效，需切換脫硫槽）；②核對(duì)水碳比實(shí)際值（通過蒸汽流量表與原料氣流量表計(jì)算），若偏低則提高蒸汽流量；③檢查轉(zhuǎn)化爐燃料氣分布，調(diào)整燒嘴配風(fēng)，確保爐溫均勻；④若甲烷含量持續(xù)升高且爐管超溫，需降低裝置負(fù)荷至設(shè)計(jì)值的70%-80%，同時(shí)聯(lián)系催化劑廠家分析活性；⑤若為催化劑失活，計(jì)劃停車更換催化劑。2.制氫裝置PSA單元運(yùn)行中，某吸附塔程控閥故障（無法全開），導(dǎo)致該塔無法完成吸附步驟，試分析對(duì)裝置的影響及應(yīng)急處理措施。答案：影響：①該吸附塔退出運(yùn)行，PSA單元吸附劑總?cè)萘繙p少，吸附時(shí)間需縮短以避免雜質(zhì)穿透，導(dǎo)致氫氣收率下降；②其他吸附塔負(fù)荷增加，可能因吸附時(shí)間過短造成產(chǎn)品氫純度波動(dòng)（如CO、CH4含量超標(biāo)）；③系統(tǒng)壓力波動(dòng)（吸附塔切換時(shí)壓力變化加?。?，可能影響轉(zhuǎn)化、變換單元的穩(wěn)定運(yùn)行。應(yīng)急處理措施：①將故障塔切至“隔離”狀態(tài)，