原燃料部分2
原燃料部分
（选择题）1．矿石含铁量每增加1%，焦比将降低( )。A．2% B．4% C．8%
答案：A
2．高炉喷吹的煤种属于( )。
A．炼焦煤 B．非炼焦煤 C．气煤 D．肥煤答案：B
3．喷吹煤选择的煤种是( )。
A．烟煤 B．无烟煤 C．含结晶水高的挥发份煤答案：C
4．焦炭灰分的主要成份是( )。
A．酸性氧化物 B．中性氧化物 C．碱性氧化物答案：A
5．焦炭的气化反应大量进行的温度界限为( )℃。A．＜900 B．900～1000 C．1100以上
答案：B
6．焦炭的反应性是指( )的反应。
A．2C+O
2＝2CO B．C+O
2
＝CO
2
C．2C+CO
2
＝2CO
答案：C
7．焦炭的堆积密度一般在( )之间。
A．0.40t/m3～0.45t/m3 B．0.45t/m3～0.50t/m3 C．0.55t/m3～0.60t/m3 D．0.60t/m3～0.65t/m3
8．碱度为( )的叫高碱度烧结矿。
A．1.0～1.1 B．1.2～1.3 C．1.5～3.5 D．＞3.5
答案：C
9．含铁矿物按其矿物组成可分为四大类：磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和( )。A．富矿 B．贫矿 C．精矿 D．菱铁矿
答案：D
10．高炉冶炼要求焦炭对CO
的反应性( )。
2
A．强 B．中等 C．差
答案：C
11．一般把实际含铁量占理论含铁量( )以上的矿石称为富矿。
A．50％ B．60％ C．70％ D．80％
答案：C
12．碱度低于( )的烧结矿称为非自熔性烧结矿。
A．0．9 B．1．0 C．O．8 D．1．1
答案：B
13．下列高炉物料还原有易到难的排列顺序正确的是( )。
A．球团矿,烧结矿,褐铁矿 B．烧结矿,球团矿,褐铁矿
C．褐铁矿,赤铁矿,磁铁矿 D．褐铁矿,磁铁矿,赤铁矿
答案：C
14．矿石开始软融的温度一般为( )。
A．900～1100℃ B．1000～1200℃ C．740～900℃ D．800～900℃
15．氧化性球团矿中的矿物组成以( )为主。
A．赤铁矿 B．磁铁矿 C．铁酸盐矿物 D．硅酸盐矿物
答案：A
16．高炉使用的焦炭安息角为( )。
A．15～30° B．20～30° C．30～40° D．40～43°
答案：D
17．炉料的摩擦角一般为30°左右，欲使炉料能快速流过溜槽下落，最大的溜槽倾角(工作角)不宜大于( )。
A．35° B．40° C．45° D．50°
答案：D
18．( )含挥发分最高。
A．褐煤 B．烟煤 C．无烟煤
答案：A
19．相同灰份的烟煤和无烟煤在风口前放出热量，烟煤放热比无烟煤放热( )。
A．高 B．相等 C．低
答案：C
20．球团矿具有含铁分高、还原性好、( )和便于运输、贮存等优点。
A．产量高 B．粉末少 C．粒度均匀 D．焦比低
答案：C
21．矿石在炉内的实际堆角为( )。
A．26o～29o B．30o～34o C．36o～43o D．40o～47o
22．焦炭在炉内的实际堆角为( )。
A．26o～29o B．30o～34o C．36o～43o D．40o～47o
答案：A
23．炉料沿大钟表面呈抛物线下落影响布料，一般大钟倾角取值为( )。A．30o B．35o C．40o D．53o
答案：D
24．高碱度烧结矿的主要优点是( )。
A．产量高 B．粉末少 C．还原性好 D．焦比低
答案：C
25．焦炭灰分含量与强度之间( )关系。
A．呈反比 B．呈正比 C．没有直接关系 D．无影响
答案：A
26．高炉冶炼要求，规定槽存不少于( )的容积。
A．50% B．60% C．70% D．80%
答案：D
27．在冶炼条件相同的情况下，喷吹哪种燃料热滞后时间最长( )。A．重油 B．烟煤 C．无烟煤 D．烟煤+无烟煤
答案：A
28．矿石的有害元素中，对生铁或钢的质量都不产生危害的元素有( )。A．K、NA．PB．Zn、Cu、Ti、P、F B．K、NA．PB．Zn、Cu、Ti、F C．K、NA．PB．Zn、Cu、F D．K、NA．PB．Zn、F
29．铁氧化物由于与氧结合的数量不同而存在( )三种形式。
A．Fe
2O
3
、Fe
3
O
4
和FexO B．Fe
2
O
3
、Fe
3
O
4
和FeO
答案：A
30．烧结矿这增加MgO的含量，主要是为了满足( )的需要。
A．高炉造渣
B．改善烧结矿强度、低温还原粉化性能、软熔性能
C．高炉造渣及改善烧结矿强度、低温还原粉化性能、软熔性能
答案：C
31．焦炭灰分指焦炭试样在( )温度下灰化至恒重，其残留物的质量焦样质量的百分比。A．850±10℃ B．900±10℃ C．1000±10℃
答案：A
32．通常情况下，焦炭M40指标升高1%，高炉利用系数增加( )，综合焦比下降( )kg；M10改善0.2%，利用系数增加( )，综合焦比下降( )kg。
A．0.04、5.6；0.05、7 B．0.4、50；0.5、70
C．4、50；5、70 D．0.04、5；0.05、10
答案：A
33．Fe
2O
3
为( )氧化物。
A．碱性 B．中性 C．酸性
答案：B
34．常用的洗炉剂是( )。
A．莹石 B．钛球 C．生矿 D．石灰石答案：A
35．纯焦冶炼时，炉顶煤气体积为风量的( )倍。
A．1.21 B．1.35～1.37 C．1.4～1.45 D．6～8 答案：B
36．磁铁矿的化学成份为( )。
A．Fe
2O
3
B．FeO C．Fe
3
O
4
D．CaO
答案：C
37．高碱度烧结矿的堆密度为( )t/m3。
A．1.3～1.4 B．1.4～1.5 C．1.5～1.6 D．1.6～1.7
答案：B
38．焦炭的物理性质包括机械强度、筛分组成、气孔度，其中最主要的是( )。A．机械强度 B．筛分组成 C．气孔度 D．都是
答案：A
39．焦炭灰份变化1.0%，影响焦比为( )。
A．1.0% B．2.0% C．3.0%
答案：B
40．焦炭强度差会影响料柱透气性，导致风渣口烧坏和( )。
A．炉温向凉 B．产量升高 C．炉缸堆积 D．铁口过浅
答案：C
41．焦炭在炉内破损的主要原因是( )。
A．撞击造成 B．炉料摩擦 C．化学反应消耗造成
答案：C
42．焦炭在炉内唯一不能被煤粉代替的作用是( )。
A．还原剂 B．渗碳剂 C．料柱骨架 D．氧化性
答案：C
43．焦炭中硫增加0.1%，焦比增加约1.5%，产量下降约( )。
A．1.0% B．1.5% C．2.0%
答案：C
44．焦碳的物理性质包括：机械强度、筛分组成、气孔度、堆密度，其中不重要的是( )。A．机械强度 B．筛分组成 C．气孔度
答案：C
45．矿石脉石中( )高对高炉冶炼不利。
A．MgO B．Al2O3 C．CaO D．SiO2
答案：D
46．矿石品位提高1%，焦比约降( )。
A．1% B．2% C．3% D．4%
答案：B
47．矿石与焦炭在炉喉的分布状况将( )。
A．只影响煤气的分布
B．只影响温度分布
C．影响煤气流和温度的分布以及软熔带的形状
答案：C
48．菱铁矿的主要成份是( )。
A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．nFe2O32mH2O D．FeCO3
答案：D
49．炉料的物理性质对炉料的分布有影响，其中以( )和粒度最重要。
A．化学成分 B．粒度组成 C．堆比重 D．堆角
答案：D
50．球团矿的堆密度一般在( )之间。
A．1.5t/m3～1.7t/m3 B．1.6t/m3～1.8t/m3
C．1.9t/m3～2.0t/m3 D．1.8t/m3～1.9t/m3
答案：C
51．石灰石粒度上限应以温度在( )的区域全部分解为标准。
A．800℃ B．900℃ C．1000℃
答案：B
52．酸性脉石的主要成份为( )。
A．SiO2 B．Al2O3 C．MgO D．CaO
答案：A
53．碳酸盐分解消耗的热量是由使用的( )决定的。
A．风量 B．焦炭 C．熔剂量
答案：C
54．铁矿石在炉身部位就有部分被还原成固体铁，这种铁含碳量比生铁( )。A．高 B．低 C．不一定 D．一样高
答案：B
55．铁矿石中( )属于有害元素。
A．钒 B．硫 C．铝 D．锰
答案：B
56．铁矿石中的脉石绝大数为( )脉石。
A．碱性 B．中性 C．酸性
答案：C
57．铁矿石中的有害元素是( )。
A．钒 B．Mn C．P D．Ti
答案：C
58．我国规定矿石中的有害元素硫要( )%。A．≤0.3 B．≤0.4 C．≤0.5
答案：A
59．吸附水在炉料加热到( )时即激烈蒸发。A．80℃ B．100℃ C．105℃ D．110℃答案：B
60．下列化学式( )为褐铁矿。
A．FeCO
3 B．Fe
3
O
4
C．Fe
2
O
3
答案：A
61．在高炉下部高温区，焦炭以( )存在。
A．固态 B．粉末 C．液态
答案：A
62．在一般炼铁生产中，有( )左右的硫是由焦炭带入高炉的。A．60% B．50% C．80% D．90%
答案：C
63．焦炭的性质与高炉对焦炭质量的要求，描述正确的是：( )。
A．炼焦过程中灰分不能熔融，对焦炭中各种组织的粘结不利，使裂纹增多，强度降低，焦炭灰分主要是酸性氧化物
B．提高最终炼焦温度与延长焖炉时间，可以降低焦炭挥发分含量
C．同一种焦炭的M
40与M
10
两指标之间，并非都有良好的相关关系，亦即抗碎指标好时，抗
磨指标不见得也好
D．焦炭高温性能包括反应性CRI和反应后强度CSR，两者有较好的相关关系答案：ABCD
64．普通炉渣的熔化温度范围为( )。
A．1100～1200℃ B．1200～1300℃ C．1300～1400℃
答案：C．
65．在高炉冶炼条件下，极易被CO还原的元素是：( )。
A．Cu B．Pb C．P D．Zn
答案：AB
66．对消除炉缸石墨碳堆积不太理想的洗炉剂为( )。
A．锰矿 B．萤石 C．均热炉渣 D．复方洗炉剂
答案：BD
67．属于中性氧化物的有( )。
A．Fｅ
２O
３
B．TiO
２
C．Al
２
O
３
D．NA
２
O
答案：AC
68．炼铁的主要原料有( )种。
A．1 B．2 C．3 D．4
答案：B
69．精料的内容概括为：高、稳、小、净、均。其中小指的是( )。
A．粒度愈小愈好
B．除去含粉部分＜5mm，力度小而均匀，上下限范围窄
C．由高炉的大小规定力度范围
答案：B
70．块状带的煤气分布取决于( )。
A．炉料的透气性 B．炉缸煤气的初始分布 C．软熔带的煤气分布答案：A
71．最佳炉料结构是( )
A．100%高品位块矿 B．100%烧结矿 C．高碱度烧结配酸性球团矿答案：C
72．Mn矿在高炉中( )
A．有利于造渣 B．有利于提高料速 C．有利于喷烟煤
答案：A
73．碳与氧反应生成( )称为完全燃烧
A．CO
2 B．CO C．H
2
答案：A
74．在高炉冶炼过程中起到还原剂作用的物质是( )
A．CO、CO
2、H
2
B．C、CO、CO2 C．C、CO、H
2
答案：C
75．高炉冶炼可以去除的有害元素为 ( ) A．S B．P C．Pb
答案：A
76．在燃料用量一定的条件下，烧结矿的最终矿物主要取决于烧结矿( )
含量
A．FeO含量 B．碱度 C．SiO
2
答案：B
77．人造富矿是指( )。
A．烧结矿 B．球团矿 C．烧结矿和球团矿
答案：C
78．提高入炉品位的措施是( )。
A．使用高品位矿，淘汰劣质矿 B．生产高品位烧结矿和球团矿
C．提高精矿粉的品位 D．使用部分金属化料
答案：A；B；C；D
79．干法熄焦与湿法熄焦相比( )。
指标提高3～5%
A．节约能源降低运行成本 B．M
40
C．M
指标降低0.3～0.8% D．焦炭块度趋于均匀
10
答案：A；B；C；D
80．炉料的低温还原粉化一般在( )。
A．400～600℃区间内发生 B．300～400℃区间内发生
C．600～800℃区间内发生 D．800～1000℃区间内发生
答案：A
81．高煤比对焦炭质量要求是( )
A．更好的原始强度和更好的原始粒度
B．更好的高温强度
C．降低焦炭灰分
答案：ABC
82．高炉喷煤对煤质有的要求是( )
A．煤的灰分越低越好，一般要求小于15%
B．硫的质量分数越低越好，一般要求小于1.0%
C．胶质层越薄越好，一般小于10mm
D．可磨性要好，一般HGI应大于50
E．燃烧性和反应性要好；发热值高
答案：ABCDE
83．在高炉冶炼的条件下，石灰石分解温度一般在( )
A．550～750℃ B．750～950℃ C．950～1000℃ D．1050～1100℃答案：B
84．高碱度烧结矿的主要粘结相是( )
A．液相 B．CaO2Fe
2O
3
C．FeO2SiO
2
D．CaO2FeO
答案：B
85．现代高炉使用的铁矿石都必严格进行整粒，其小于5mm的粉末含量( ) A．＜5% B．＜3% C．3%～5% D．5%～8%
答案：A
86．低温烧结就是指控制烧结结温度在( )的范围内。
A．1000℃～1100℃ B．1100℃～1180℃
C．1200℃～1280℃ D．1300℃～1380℃
答案：B
87．烧结矿的自然堆角为( )
A．24°～27° B．27°～31° C．29°～34° D．31°～35°
答案：D
88．抑制球团矿还原膨胀的措施有:( )
A．进行含铁原料合理搭配 B．适当添加CaO
C．添加无烟煤 D．提高焙烧温度
答案：ABCD
89．焦炭的气孔结构和煤的那些性质有关( )
A．挥发分 B．黏结性 C．流动性 D．活性组分含量
答案：ABCD
90．可用做洗炉剂有( )。
A．硅石 B．白云石 C．钢渣 D．天然锰矿
答案：D
91．现代国内广泛采用( )烧结矿。
A．低碱度 B．自熔性 C．高碱度 D．都不是
答案:C
92．减少高炉内硅的还原措施有( )。
A．增加MgO含量 B．减少滴落带高度 C．降低软熔带位置D．强化冶炼 E．以上全部
答案:E
93．球团矿与烧结矿相比，有以下特点( )。
A．气孔度低 B．冷强度好 C．自然堆角大 D．还原性好答案：C
94．下高炉内焦炭碱金属含量不是( )。
A．在炉身部位下降过程中是逐渐积累增加的
B．在炉腰部位下降过程中是是有减少的趋势
C．在炉腹部位下降过程中是有减少的趋势
答案：B
95．使用高品位低SiO
2
的高碱度烧结矿时，表现为软熔位置( )。
A．较高 B．较低 C．没有变化
答案：B
96．非抑制球团矿还原膨胀的措施有( )。
A．适当添加MgO B．适当添加CaO
C．适当添加有烟煤粉 D．提高焙烧温度
答案：C
97．适合高炉冶炼合适的矿石粒度为( )
A．6—12㎜ B．6—25㎜ C．6—20㎜ D．6—40㎜
答：B
98．烧结矿的低温还原粉化率测定实验中，试样要用6.3㎜、3.15㎜、0.5㎜的筛子进行筛分，还原粉化指数记为( )
A．RDI
+3.15 B．RDI
+6.3
C．RDI
-0.5
答：A
99．以下几种硫化物，稳定性由弱到强排列正确的一组是( ) A．FeS；MnS；MgS；CaS
B．FeS；MgS；MnS；CaS
C．MnS；FeS；MgS；CaS
答：A
100．关于炉料中结晶水的分解说法正确的一组是( )
A．分解吸收煤气余热 B．可降低焦比
C．减少炉尘吹出 D．使炉料粉化
答：D
101．下列哪些元素在高炉内几乎100%被还原( ) A．P B．Zn C．Ni D．V E．Cu
答：ABCE
102．褐铁矿是一种含水的铁矿石，其铁化物的化学式为：nFe
2O
3
.mH
2
O。它含( )较高，
硬度和比重都较小。
A．H
2O B．P C．FeO D．CO
2
答案：B
103．炉料在高炉内的实际堆角要比自然堆角( )。
A．小 B．大 C．一样大 D．不一定
答案：A
104．高炉中极易还原的元素有( )
A．Zn B．Cr C．Mn D．Pb
答案：D
105．铁矿石还原速度，主要取决于煤气流和( )的特性
A．焦炭 B．矿石 C．温度 D．压力
答案：B
106．熔剂性烧结矿之所以好还原，是因为CaO对SiO
2
的亲和力比( )高，它能分离出硅酸铁，减少烧结矿中硅酸铁含量。
A．MgO B．FeO C．MnO D．Al
2O 3
答案：B
107．焦炭是在回旋区燃烧时将( )转入炉渣，所以中间渣的碱度比终渣高。A．硫分 B．灰分 C．固定炭 D．铁分
答案：B
108．对铁氧化物中( )需要直接还原。
A．Fe
3O
4
B．FeO C．Fe
2
O
3
答案：B
109．以下三种化合物，还原性能最好的是( )。
A．铁酸钙 B．硅酸钙 C．钙铁橄榄石
答案：A
110．下列三种矿的还原性有高到低的顺序是( )。
A．球团矿-烧结矿-赤铁矿
B．烧结矿-球团矿-赤铁矿
C．赤铁矿-烧结矿-球团矿
答案：A
111．天然矿中含有结晶水、加热易暴烈的是( )。
A．菱铁矿 B．赤铁矿 C．褐铁矿
答案：C
112．高炉内MnO的还原必须是( )。
A．直接 B．间接 C．直接+间接
答案：A
113．目前我国的炉料结构为( )。
A．高碱度烧结矿+球团矿+块矿 B．自熔性烧结矿+块矿C．高碱度烧结矿+低碱度烧结矿 D．低碱度烧结矿+块矿
答案：A
114．国标中对高炉用一级冶金焦碳的质量要求中M40( )。A．≥75% B．≥78% C．≥80% D．≥83%
答案：C
115．干熄焦与湿熄焦相比，可使M40指标( )。
A．提高 B．降低 C．不变 D．无法比较
答案：A
116．煤的反应性与煤的( )有相关关系。
A．煤粉粒度 B．着火点温度 C．可磨性 D．挥发份含量答案：D
核燃料循环系统
第20卷 第3期核科学与工程Vo1.20 No.3 2000年 9月Chinese Journal of Nuclear Science and Engineering Sep. 2000 核燃料循环系统3 刘远松 (中国核工业集团公司核燃料部) 1 前 言 在“核燃料立足于国内”的方针指引下,“九五”计划期间我国核燃料工业与我国核电同步建设、配套发展,“十五”计划期间核燃料系统也必将与我国核电配套发展。在“十五”计划期间的配套建设中,我们将继续走引进与国产化相结合的道路,积极采用先进技术和先进工艺,追求规模效益,把我国核燃料系统建成具有国际竞争能力的行业。然而要实现这一目标,在铀转化、铀浓缩、元件制造、后处理、放射性废物处理和核设施退役这些领域中还有许多重大技术问题有待于解决,还有待于我国核工业的科技人员的相互合作和共同努力。 2 中国核工业集团公司核燃料部所属民用领域简介 氟化转化铀浓缩元件制造 后处理退役、三废处置 3 各领域简介 311 氟化转化 (1)原理 氟化转化是将氧化铀经过氢氟化反应生成四氟化铀,然后经氟化反应转变为六氟化铀的过程。 (2)六氟化铀的用处 1909年德国化学家发现了六氟化铀。由于六氟化铀易于升华以及天然氟只有19F的单一同位素,这使六氟化铀成为同位素分离工厂惟一的工作介质。 312 铀浓缩 提高铀同位素混合物中235U的丰度的过程称为铀浓缩。主要工业铀浓缩方法为扩散法 收稿日期:199928220 作者简介:刘远松,1982年毕业于山东化工学院化工机械专业,1989年获铀同位素专业硕士学位,现任中国核工业集团公司核燃料部副总工程师。 3本文对原报告做了删节。 252
核燃料循环
核燃料循环 核燃料以反应堆为中心循环使用。 （一）铀的开采、冶炼、精制及转化：铀是比较分散的元素。世界上重要的产铀国家有：加拿大、美国、独联体、澳大利亚、刚果、尼日利亚等。我国的东北、西北、西南及中南地区都蕴藏有铀。但是可提供一定铀产量的铀矿石的含铀量的品位较低（10-4～10-2），掘出的含铀矿石必须经过复杂的化学富集，才能得到可作粗加工的原料。过去开采铀矿石都采用传统的掘进方式（耗能大、成本高、生产周期长，还有运输、尾矿等问题）。近来根据铀矿石性质的多样性，又开发了地表堆浸、井下堆浸以及原地浸取等方式。 我国的铀矿石属低品位等级，一般在千分之一含量就要开采，成本较高。为了降低成本，充分利用低品位矿石，80年代以来就积极开发堆浸、地浸技术，现已投产。例如地表堆浸，处理品位为8×10-4的沙岩矿，成本降低 40％。原地浸取工程也已经开工。原地浸取采矿的优点是：成本低（投资只有掘进的1／2）、工艺简单、节约能源（省去了磨碎、运输等工序，可节约能源 60％）、节约劳动力、减轻劳动强度（节约劳动力数十倍，工人进行流体物操作，劳动条件大为改善）、矿山建设周期短、可以充分利用低品位铀资源。因此受到重视而被称为铀矿冶技术上的一场革命。 浸取液经过离子交换、萃取以富集铀，再经过酸性条件下沉淀（与硷金属及碱土金属分离）和碱性条件下溶解（与过渡元素分离）以进一步净化铀，最后得到铀的精炼物。将此精炼物进一步纯化，并将铀转化成低沸点的UF6（升华温度：1大气压下56℃；0.13大气压下25℃），即可用作浓缩235U同位素的原料。 （二）235U同位素的浓缩：235U是唯一天然存在的易裂变核素。不同设计的反应堆需要不同浓缩度的铀（如：压水堆——当前核电站应用最多的堆型——需要2～3％；游泳池堆需要10%；快堆需要25％；高通量材料试验堆需要90%）。而核弹则需要更高的浓缩度。因此生产浓缩铀是核工业中十分重要的环节。 同一元素的同位素化学性质相同，只在质量上有所差别。利用这一差别可以实现同位素的浓缩／分离。核素越重，质量差别越小（如：氢、氘相差一倍；而235U、238U。则相差～1％）。可见实现235U同位素的浓缩，技术上的难度很大。 利用因质量不同而引起的速度效应或离心力效应可以分离同位素，并已达到工业化的程度。它们分别是气体扩散法和气体离心法，此外空气动力法也有了中间工厂。 ①气体扩散法：这是已实现工业应用多年（1946～）的大规模生产方法。其原理是：不同分子量的气体混合物在热运动平衡时，具有相同的平均动能，因而速度不同。由 M1V12=M2V22可得：
燃料燃烧及热平衡计算参考
燃料燃烧及热平衡计算参考 3.1 城市煤气的燃料计算 3.1.1 燃料成分 表2.2 城市煤气成分（%）[2] 成分 CO 2 CO CH 4 C 2H 6 H 2 O 2 N 2 合计 含量 10 5 22 5 46 2 10 100 3.1.2 城市煤气燃烧的计算 1、助燃空气消耗量[2] （1）理论空气需要量 Lo=21O O 0.5H H 3.5C CH 20.5CO 2 2624-++?+ Nm 3/Nm 3 (3.1) (3.1)式中：CO 、CH 4 、 C 2H 6 、 H 2 、 O 2——每100Nm 3湿气体燃料中各成分的体积含量（Nm 3）。则 Lo=21 2465.055.322255.0-?+?+?+? = 4.143 Nm 3/Nm 3 （2）实际空气需要量 L n =nL 0, Nm 3/Nm 3 (3.2) (1.2)式中：n ——空气消耗系数，气体燃料通常n=1.05 1.1 现在n 取1.05，则 L n =1.05×4.143=4.35 Nm 3/Nm 3 （3）实际湿空气需要量 L n 湿 =（1+0.00124 2H O g 干） L n ， Nm 3/Nm 3 （3.3） 则 L n 湿=（1+0.00124×18.9）×4.35=4.452 Nm 3/Nm 3 2、天然气燃烧产物生成量 （1）燃烧产物中单一成分生成量 CO)H 2C CH (CO 0.01 V 6242CO 2+++?=’
(3.4) 2 O V 0.21(=?′0n-1)L (3.5) 2 2n N V (N 79L )0.01=+?′ (3.6) )L 0.124g H H 3C (2CH 0.01V n 干 O H 2624O H 22+++?= (3.7) 式中CO 、CH 4 、 C 2H 6 、 H 2 ——每100Nm 3湿气体燃料中各成分的体积含量。 则 0.475)5222(100.01V 2CO =+?++?= Nm 3/Nm 3 4.4131)(1.050.21V 2O ?-?==0.046 Nm 3/Nm 3 01.0)35.47910(V 2N ??+==3.54 Nm 3/Nm 3 4.35)18.90.124465322(20.01V O H 2??++?+??==1.152 Nm 3/Nm 3 （2）燃烧产物总生成量 实际燃烧产物量 V n = V CO2+V O2+V N2+V H2O Nm 3/Nm 3 (3.8) 则 V n =0.47+0.046+3.54+1.152=5.208 Nm 3/Nm 3 理论燃烧产物量 V 0=V n -（n -1）L O (3.9) V 0=5.208-（1.05-1）×4.143=5.0 Nm 3/Nm 3 (3) 燃料燃烧产物成分[2] %100V V CO n CO 22?= (3.10) %100V V O n O 22?= (3.11) %100V V N n N 22?= (3.12) 100%V V O H n O H 22?= (3.13)
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核燃料循环复习资料 1-2 核燃料后处理的任务及其产品形式是什么？ 后处理厂的产品形式，取决于乏燃料中易裂变核素的种类和数量、还取决于产品的用途。钚是后处理厂最主要的产品。 1-3 核燃料后处理厂的特点（书P12）
1-4核燃料后处理工艺的发展简史给你什么启发？（P14） 1-5 简述轻水堆铀燃料循环的主要工艺流程
2-3 理解并会应用描述磷酸三丁酯萃取铀钚效果的三个概念：分配系数、分离系数、净化系数。（会计算） ● 分配系数α：某物质在互不相溶的两相间达到萃取平衡时，它在有机相和水相中浓度的 比值。 a C C O =α O C ——某物质在有机相中的平衡浓度 a C ——某物质在水相中的平衡浓度 分配系数越大，平衡时，该物质进入有机相的量越多，而在水相中的量越少。 ● 分离系数β——铀钚彼此间的分离效果 铀中去钚的分离系数βPu/U ： 钚中去铀的分离系数βU/Pu ： ● 净化系数DF ——用于表示铀、钚中对裂片元素的去除程度。
2-4 理解、记忆影响磷酸三丁酯萃取铀钚的因素 答：影响TBP 萃取铀的因素：水相中UO2(NO3)2浓度；有机相铀饱和度；硝酸浓度；TBP 浓度；共存的络合剂；温度 影响TBP 萃取钚的因素：硝酸浓度；TBP 中的铀饱和度；TBP 浓度；温度；TBP 降解产物的影响 2-5 磷酸三丁酯对裂变元素的萃取性能。P52 2-6 有机溶剂的降解产物及其对萃取工艺的影响(PPT) 降解产物：磷酸二丁酯、磷酸一丁酯、磷酸、其它。磷酸二丁酯产额最高。 降解产物对萃取工艺的影响： 1）形成DBP·TBP萃取络合物，增大有机相粘度。 2）钚的萃取物很难反萃，降低了钚回收率。 3）增加界面乳化，增加分离难度。 3-1简述不同类型反应堆乏燃料元件对后处理工艺的影响（轻水堆+快中子堆,见P70）
燃料与燃烧第二版习题答案
《燃料与燃烧》习题解 （仅供参考） 第一篇 燃料概论 1. 某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02, 试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。 解：干燥无灰基的计算：0 2.41=daf V 98.58100=-=daf daf V Fc ; 收到基的计算 ar ar ar ar V M A FC ---=100 36.35100 100=--? =ar ar daf ar A M V V A ar = 9.95 FC ar = 50.85 干燥基的计算： 35.10=d A V d = 36.77; 88.52100=--=d d d A V FC 2. 某种烟煤成分为： C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 M ar =4.0; 试计算各基准下的化学组成。 解：干燥无灰基：80.3100=----=daf daf daf daf daf N O H C S 收到基： 33.8100 100=-? =ar d ar M A A 95.72100 100=--?=ar ar daf ar M A C C H ar =5.15 O ar =4.58 N ar =1.67 S ar =3.33 M ar =4.0 干燥基： 68.8=d A 99.75100 100=-? =d daf d A C C 36.5913.0=?=daf d H H
77.4913.0=?=daf d O O N d = N daf ×0.913 =1.74 47.3913.0=?=daf d S S 干燥无灰基：C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.80 3. 人工煤气收到基组成如下： 计算干煤气的组成、密度、高热值和低热值； 解：干煤气中： H 2，d = 48.0×[100/（100-2.4）]=49.18 CO ，d = 19.3×1.025=19.77 CH 4，d = 13.31 O 2，d = 0.82 N 2，d = 12.30 CO 2，d = 4.61 ρ＝M 干/22.4＝(2×49.18%+28×19.77%+16×13.31%+32×0.82%+28× 12.30%+44×4.61%)/22.4 ＝ 0.643 kg/m 3 Q 高 ＝4.187×（3020×0.1977+3050×0.4918+9500×0.1331） ＝14.07×103 kJ/m 3＝ 14.07 MJ/ m 3 Q 低 ＝4.187×（3020×0.1977+2570×0.4918+8530×0.1331） ＝12.55×103 kJ/m 3＝ 12.55 MJ/ m 3 第二篇 燃烧反应计算 第四章 空气需要量和燃烧产物生成量 5. 已知某烟煤成分为（%）：C daf —83.21,H daf —5.87, O daf —5.22, N daf —1.90, S daf —3.8, A d —8.68, W ar —4.0, 试求： （1） 理论空气需要量L 0（m 3/kg ）； （2） 理论燃烧产物生成量V 0（m 3/kg ）; （3） 如某加热炉用该煤加热，热负荷为17×103kW ，要求空气消耗系数 n=1.35，求每小时供风量，烟气生成量及烟气成分。 解：（1）将该煤的各成分换算成应用成分： % 33.8100 4 100%68.8100100%=-?=-? =ar d ar W A A
第二章 燃料及燃烧计算
第二章 燃料及燃烧计算 A 、燃料的化学组成及其成分换算 (1)气体燃料的化学组成 气体燃料是由简单气体化合物与气体单质所组成的机械混合物。其中：CO 、H2、CH4、C2H4、CmHn 、H2S 等是可燃性气体成分，能燃烧放出热量。 CO2、N2、SO2、H2O 、O2等则是不燃成分，不能燃烧放热，故其含量均不宜过多，以免降低燃料的发热能力。 CmHn 总称为重碳氢化合物,，包括C3H6、C2H6、C2H2 …等。每单位体积(m2)重碳氢化合物燃烧，约放出71176 kJ 热量。 气体燃料中的氧，在高温预热的情况下，能与可燃成分作用，从而降低气体燃料燃烧时的放热量。若氧的含量超过一定数量，则有爆炸危险。因此，氧的含量应受到限制，一般应小于0.2%。 (2)气体燃料成分的表示方法 气体燃料成分的表示方法有两种：即湿成分和干成分。 湿成分（包括水分在内) ： CO 湿+ H2湿+CH4湿+N2湿+〃〃〃+H2O 湿=100% CO 湿、 N2湿〃〃〃等符号分别代表湿气体燃料中各成分的体 积百分含量 干成分(不包括水分在内)： CO 干+ H2干+CH4干+N2干+〃〃〃=100% CO 干、H2干〃〃〃等符号则分别代表干燥气体燃料中各成分的体积百分含量。 气体燃料的水分含量可以认为等于在该温度下的饱和水蒸汽量。 当气体燃料的温度变化时，饱和水蒸汽含量发生变化，因而整个燃料的湿成分亦将发生变化。因此，气体燃料的湿成分只能代表某一固定温度下的气体燃料的成分。故气体燃料的湿成分不具有代表性，在一般的情况下气体燃料的化学组成用干成分表示，而气体燃料在使用时所具有的实际成分为湿成分，所以湿成分是气体燃料的供用成分，在进行燃烧计算时必须以湿成分为依据。 3）气体燃料的化学组成及干湿成分换算 湿成分与干成分之间可以相互换算，换算的原则质量守恒。其步骤是： 先由表查出g 干 H2O 然后由 % 10000124g .0100124g .04.22181000g 14.22181000g O H O H O H O H O H 22222?+=??+??==干 干 干干湿气体的总体积 水蒸汽的体积湿 最后计算出水分的含量：%100O H -100X 2湿 干湿=X (式中X 表某成分) 6.常用燃料的种类 一、冶金生产常用煤气有焦炉煤气，发生炉煤气，天然气。 C 、发生炉煤气 ? 在没有高炉煤气和焦炉煤气的地区，可以将固体燃料直接加工得到发生炉煤气， ? 主要成分是CO ，含量不到三分之一，其次是H2，含量可达10%，不燃成分主要是N2， 含量超过50%。
燃料与燃烧第二版习题答案..
100 1 《燃料与燃烧》习题解 （仅供参考） 第一篇燃料概论 1.某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02,试计算它的收到 基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。 FC daf =100—V daf =58.98; V ar = Vdaf X 100 - M ar - A ar =35.36 100 A = 9.95 FC a r = 50.85 V d = 36.77; 2.某种烟煤成分为: M ar =4.0; 试计算各基准下的化学组成。 解：干燥无灰基：S daf =100 一 C daf 一 H daf 一 O daf 一 N daf = 3.80 Aar 严需、8 .33 C ar =C daf 冥 100~ A ar ~ M ar =72.95 解：干燥无灰基的计算: V daf =41.02 收到基的计算 FC ar =100-A ar - M ar -V ar 干燥基的计算: A =10.35 FC d = 100-V d -代=52.88 C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 收到基:
ar =5.15 O ar =4.58 N ar = 1.67 S ar =3.33 M ar =4.0 干燥基: A d = 8.68 C d 亠晋=75.99 H d = Hdaf X 0.913 = 5.36 O d =Odaf X 0.913 = 4.77 N = N daf X 0.913 =1.74 S d =SiafX 0.913 = 3.47 干燥无灰基: C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.80 3.人工煤气收到基组成如下: 计算干煤气的组成、密度、高热值和低热值; 解：干煤气中： CO CH O N CO p = M 干 /22.4 H 2, d 4，d 2, d 2, d 2, d =48.0 X [100/ (100-2.4 ) ]=49.18 =19.3 X 1.025=19.77 =13.31 =0.82 =12.30 =4.61 =(2 X 49.18%+28X 19.77%+16X 13.31%+32X 0.82%+28X 12.30%+44X 4.61%)/22.4 =0.643 kg/m (3020X 0.1977+3050 X 0.4918+9500 X 0.1331 ) r3 . ., 3 ,— (3) Q 高=4.187 X =14.07 X 103 kJ/ m 3= 14.07 MJ/ m Q 低=4.187 X( 3020X 0.1977+2570 X 0.4918+8530 X 0.1331 ) 3 3 3 =12.55 X 103 kJ/m 3= 12.55 MJ/ m 3 第二篇燃烧反应计算 第四章空气需要量和燃烧产物生成量
燃料及其燃烧值
燃料及其燃烧值 一、教学目标： 1＞在物理知识方面要求： (1)、知道燃烧过程，是燃料的化学能转化为内能的过程 ⑵、知道什么是燃料的燃烧值及其单位，会查燃料燃烧值表。 2、通过学习，会计算某种燃料完全燃烧放出的热量。 3、阅读有关内容懂得利用燃料、节约能源的意义， 二、重点、难点分析： 1、重点是掌握燃烧值的概念和单位，根据燃烧值的定义会计算燃料燃烧时放出的热量。 2、燃烧值是用于反映燃料燃烧放热本领的物理量，在应用燃烧值定义计算问题时，在理解燃烧值的实际物理意义基础上解答问题，对初中学生来说有一定的困难，是教学难点。 三、主要教学过程： ㈠、引入新课： 复习内能、热量等概念，指出本章进一步学习内能的应用。 2、同学们是否知道“海湾战争”，为什么美国人大动干戈？除了一些政治原因外，中东地藏中最吸引工业发达国家的是什么？一一石油。石油经过分懈法可提练出汽油、煤油和柴油。它们都是燃料。 生活中烧水、煮饭、取暖时，需要热量，它们大多是从哪里来的？内能是人类使用的最大量的一种能量，获得内能的途径之一是燃烧燃料。 ㈡、新课教学 板书：第三章：内能的利用热机 一、燃料及其燃烧值： 燃料的燃烧值： 指导学生阅读， 提问1:燃料燃烧过程是物理变化还是化学变化？提问2:在这个过程中能的转化情况怎样？板书：燃料燃烧过程中：燃料的化学能转化为内能，放出热量。 提问3:你说出燃料的种类和常用的燃料吗？ 分固体（木柴、煤等）液体（汽油、柴油、酒精等）气体（煤气、天燃气、氢气）
组织学生看课本P30图3/,并讨论图注中所出的问题。 四口之家一个月需要的内能，即吸收热量是一定的，这些热量曲燃料燃烧放出。用木柴需要150千克，煤只需75千克，而液化气只要30千克。从某种意义上讲，木柴不如煤，煤不如液化气。（提问：如何区别燃料之间上 差异？）引入燃烧值的概念。 2、燃料值的定义，单位。 1千克的燃料完全燃烧放出的热量，叫燃料的燃烧值。 单位：焦耳/千克（读作：焦耳每千克） 燃烧值是用来比较计算不同种类的等质量的燃料完全燃烧时放出的热量的多少。 各燃料的燃烧值可由表查出。 提问：汽油的燃烧值多大？它的物理含义是什么？ 汽油的燃烧值是4. 6X107焦/千克，它的物理含义是：完全燃烧1千克的汽油放出4. 6X107焦的热量。 完全燃烧的概念。（并非仅指充分燃烧） 3、燃料完全燃烧放出的热量的计算： 已知烟煤的燃烧值是2. 9X107焦/千克，求7千克烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦？ 1千克烟煤完全燃烧放出的热量是2.9 X10,焦 2千克烟煤完全燃烧放出的热量是2X2. 9X107焦 7千克烟煤完全燃烧放出的热量是7X2. 9X107焦 燃料完全燃烧放出的热量二燃料的燃烧值X燃料的质量 4、有效利用燃料： 燃料的有效利用，提高炉子的效率。（提高炉子的效率有哪些措施？） 炉子的效率二（有效利用的热量）/（燃料完全燃烧放出的热量） 有效利用燃料的途径：让燃料尽可能充分燃烧，减少热量的损失， 有效利用燃料是节约能源的重要措施。（阅读P31最后一段，进行节约燃料的教育） 补：燃烧值与燃烧效率的区别： 燃烧值是：每千克的燃料完全燃烧释放出的热量。单位焦每千克
燃料燃烧计算例题
计算： 一、已知某烟煤的应用基成分为（%）：C y —74.31,H y —4.47, O y —4.36, N y —1.78, S y —2.75, A y —8.33, W y —4.0,煤的低位热值为：29.53（MJ/kg ） 试求： 1、理论空气需要量L 0（Nm3/kg ）和理论烟气量V 0（Nm3/kg ）; 2、如某加热炉用该煤加热，热负荷为17×103 kW ，过剩空气系数n=1.35，求该加热炉每小时的供风量，每小时的烟气生成量以及烟气的成分比例。 解：（1） 计算理论空气需要量L 0和理论烟气量V 0： () kg Nm O S H C L /74.701.036.475.247.4831.743821.0429.11100 1 83821.0429.1130=??? ? ??-+?+???= ? ??? ??-+?+??= () kg Nm L N W H S C V /08.874.779.0224.02878.1184247.43275.2100 31.74100791004.2228182321230 0=?+???? ??++++=+???? ??++++= （2）加热炉每小时所需煤量为： h kg Q m /10073.2295303600 101736001017333?=??=??=低 每小时的烟气生成总量： ()) /(10237.274.7)135.1(08.82073])1[3400h Nm L n V m V m V n tol ?=?-+?=-+?=?=（ 每小时需要的供风量： h Nm mnL L tol /10166.274.735.12073 340?=??==（可以据此选择鼓风机） 计算各烟气组分的小时体积量： )/(5.287520731004 .221231.741004.221232h Nm m C V co =??=?? = )/(9.392073100 4.22327 5.21004.223232h Nm m S V so =??=??=
03燃料燃烧计算与锅炉热平衡习题 (1)
第三章燃料燃烧计算与锅炉热平衡（1） 一、名词解释： 1、燃烧 2、完全燃烧 3、不完全燃烧 4、过量空气系数α 5、理论空气量 6、过量空气 7、漏风系数 8、飞灰浓度 9、理论烟气容积 10、理论干烟气容积 11、三原子气体容积份额 二、填空题： 1、当α>1、完全燃烧时，烟气的成分有________________________；当α>1、不 完全燃烧时，烟气的成分有________________________。 2、烟气焓的单位是“kJ/kg”，其中“kg”是指______________________。 3、负压运行的锅炉中，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的RO2逐渐______，O2 逐渐_______，烟气侧的α逐渐_______，漏风总量逐渐________，飞灰浓度逐 渐______。 4、烟气中的过量空气（含水蒸气容积）ΔV=_________________。 5、利用奥氏烟气分析仪进行烟气分析时，先让烟气经过装有___________溶液的吸 收瓶1，以吸收烟气中的___________；再让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶2，以吸收烟气中的___________；最后让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶3，以吸收烟气中的___________。以上吸收顺序_________颠倒。 6、烟气成分一般用烟气中某种气体的_________占_________容积的_________表示。 7、完全燃烧方程式为__________________，它表明___________________________。 当α=1时，该方程式变为_________________，它表明______________________，利用它可以求___________________________。 8、计算α的两个近似公式分别为________________、_______________。两式的使
2第二章 燃料及燃料燃烧计算
第二章 燃料及燃料燃烧计算 第一节 燃料的成分及其主要特性 一、煤的成分及分析基准 元素分析测出煤的有机物由碳（C ）、氢（H ）、氧（O ）、氮（N ）、硫（S ）五种元素组成。工业分析测出煤的组成成分为水分（M ）、挥发分（V ）、固定碳（FC ）和灰分（A ）。 （一）煤的组成成分及其性质 煤由碳（C ）、氢（H ）、氧（O ）、氮（N ）、硫（S ）五种元素成分及灰分（A ）、水分（M ）组成。煤中各组成成分的含量，通常以它们各自质量占总质量的百分数表示。 1、碳（C ） 碳是煤中主要可燃元素，其含量约占20%～70%（指收到基，下同）。1kg 碳完全燃烧约放出32866kJ 的热量。碳是煤的发热量的主要来源。煤中碳的一部分与氢、氧、硫等结合成有机物，在受热时会从煤中析出成为挥发分；另一部分则呈单质称为固定碳。煤的地质年代越长，碳化程度越深，含碳量就越高，固定碳的含量相应也越多。固定碳不易着火，燃烧缓慢。因此，含碳量越高的煤，着火及燃烧越困难。 2、氢（H ） 煤中氢元素含量不多，约为2%～6%，且多以碳氢化合物状态存在，但氢却是煤中发热量最高的可燃元素。 氢的含量愈高，煤就愈易着火和燃尽。 3、氧（O ）和氮（N ） 氧和氮都是煤中的不可燃元素。氧与碳、氢化合将使煤中的可燃碳和可燃氢含量减少，降低了煤的发热量；氮则是有害元素，煤在高温下燃烧时，其所含氮的一部分将与氧化合而生成X NO ，造成大气污染。 4、硫（S ） 煤中硫的含量一般不超过2%，但个别煤种高达8%～10%。硫在煤中以三种形式存在，即有机硫（与C 、H 、O 等元素结合成复杂的化合物）、黄铁矿（2FeS ）和硫酸盐硫（如4CaSO 、4MgSO 、4FeSO 等）。 硫的危害：硫的燃烧产物是2SO ，其一部分将进一步氧化成为3SO 。3SO 与烟气中的水蒸汽结合成硫酸蒸汽，当其在低温受热面上凝结时，将对金属受热面造成强烈腐蚀；烟气中的3SO 在一定条件下还可造成过热器、再热器烟气侧的高温腐蚀。随烟气排入大气的2SO 、3SO ，将造成环境污染，损害人体健康及其他动物和植物
中国核工业的创建与核燃料循环体系
中国核工业的创建与核燃料循环体系 核工业是20世纪产生和发展起来的新兴产业，是世界最伟大的工程成就之一。中国是世界上少有的具有完整的核工业体系的国家之一。 1955年1月，中央作出了中国要发展原子能事业的伟大战略决策，开始创建我国的核工业。从此，炎黄子孙在华夏热土上开始了前所未有的伟大工程。 1958年我国建成了第一座研究性重水反应堆和第一台回旋加速器，标志着我国进入了原子能时代。而后相继建立了铀水冶厂、同位素分离厂、铀转换厂、核燃料元件制造厂、后处理厂和一批研究设计院所。1964年10月，我国成功地爆炸了第一颗原子弹；1967年6月，又成功地爆炸了第一颗氢弹。从原子弹爆炸试验成功到氢弹爆炸试验成功，我国用了两年零8个月的时间，比美国、苏联、英国、法国快得多。与此同时，1971年，我国第一艘核潜艇顺利建成下水。这些举世瞩目的成就，大大提高了我国的国际地位和综合国力。1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委授予为研制“两弹一星”做出突出贡献的23位科技专家“两弹一星功勋奖章”，其中有10位是核科学家。 核燃料循环工业是建立和发展核工业的基础。核燃料循环包括核燃料进入反应堆前的制备和在反应堆中的裂变及以后处理的整个过程。进入反应堆前的过程为核燃料循环的前段，而从反应堆卸出后的处理和处
置为核燃料循环的后段。核燃料循环前段的第一个环节是铀矿的普查勘探，包括查明铀资源，勘探铀矿床，提交铀储量。我国核工业部门1958年就向国家提交了第一批铀储量，1960年先后提交开采基地8处。经过半个世纪的努力，已提交了花岗岩型、火山岩型、砂岩型和碳硅泥岩型为主的相当可观的铀资源。近年来，开展了可地浸砂岩型铀矿的找矿工作，并落实了铀的资源基地。 第二个环节是铀矿石的采冶，包括铀矿石的开采、加工和铀的精制。把具有工业价值的铀矿石从矿床中开采出来，然后加工成核纯的重铀酸铵、三碳酸铀酰铵、八氧化三铀、二氧化铀，为进一步制备各种类型的核燃料提供原料。我国在铀矿冶创建初期，就实现了从矿石到二氧化铀的工业生产。目前，铀的地下浸出、堆浸和原地爆破浸出新工艺都已投入生产，其产量占我国天然铀年总产量的70%。 第三个环节是铀的同位素分离，即铀-235的富集，以得到所需富集度的铀-235。我国的铀同位素分离开始采用的是气体扩散法。在进行气体扩散前，首先要将固态的二氧化铀(UO2)经过铀转换厂转化成六氟化铀(UF6)气体。然后利用气体扩散将分子量存在着细微差别的235UF6和238UF6分开。20世纪90年代，我国完成了由扩散法向离心法的过渡。采用气体离心法，其单位分离功耗电只是气体扩散法的5%，成本下降了75%。 第四个环节是核燃料元件的制造。核燃料元件是反应堆的核心部件。在制造核燃料元件之前，需要将一定富集度的气态UF6转化成固态
中国核燃料循环技术的现状研究
我国先进核燃料循环技术的现状研究 姓名：颜邦益班级：核化121班学号：20124150130 目前 , 全世界核发电能力约350GW , 每年产生的乏燃料约10 500t , 累计存量达到130 000 t 。乏燃料中含有大量的U、Pu、次量锕系元素 (MA) 和裂变产物 (FP) , 其中的锕系元素 ( 如 Pu 、 Np 、 Am 和 Cm 等 ) 和长寿命裂变产物 (LLFP) 构成了对地球生物和人类环境主要的长期放射性危害。这一问题如不能妥善解决 , 则将制约核能的持续发展。近年来 , 国际上正在积极开展先进燃料循环体系或洁净核能体系的研究 , 其目标是降低核电生产成本 , 提高核电生产体系的经济性 ; 减少废物产生量 , 促成生态和谐 ; 充分利用铀资源 ; 确保核不扩散。 一、燃料循环体系概念 目前 , 国际上有2种核燃料循环方式 , 即“一次通过” (once 2 through cycle) 和“后处理燃料循环” (reprocessing fuel cycle) 。所谓“一次通过”方式 , 是将乏燃料作为废物直接进行地质处置。由于乏燃料中包含了所有的放射性核素 , 要在处置过程中衰减到低于天然铀矿的放射性水平 , 将需要10 万年以上。所以 , “一次通过”方式对环境安全的长期威胁“后处理燃料循环”方式是通过后处理将乏燃料中的 U 和 Pu 提取出来进行再循环 , 以充分利用铀资源。 后处理所产生的高放废液(HLLW) 经玻璃固化后进行地质处置。由于玻璃固化废物中含有所有的 MA 和 FP , 其长期放射性危害依然存在。如果将 MA和LLFP 从 HLLW 中分离出来 , 则所制得的玻璃固化废物存放 10 3 a 左右后 , 其放射性毒性即可降至天然铀矿水平。如果将分离出的 MA和 LLFP 通过嬗变使之转变成短寿命或稳定核素 , 则核能生产对环境可能造成的放射性危害可减到很低的程度。同时 , 嬗变过程中所释放的能量也可以利用 , 从而进一步提高铀资源的利用率。 MA 和 LLFP 的分离嬗变方案是对“后处理燃料循环”体系的延伸 ,在此基础上 , 将形成“先进燃料循环” (advancedfuel cycle) 体系。 不同燃料循环方式下核废物长期放射性风险。“先进燃料循环”体系是对现有核能生产及其燃料循环体系的进一步发展 , 它是现有的热堆燃料循环与将来的快堆或加速器驱动系统(accelerator 2 driven system , ADS) 燃料循环的结合。随着快堆和 ADS 燃料循环的逐步引入 , 今后的先进后处理技术将同时处理热堆和快堆乏燃料以及嬗变靶件 , 实现U、Pu的闭路循环和MA 的嬗变。与现有的燃料循环体系相比 , 先进燃料循环体系应具有更高的铀资源利用率、更好的核能生产经济性、更佳的环境安全性以及更强的防核扩散能力。为此 , 今后的燃料循环过程将进一步简化。例如 , 在满足快堆燃料循环要求的前提下 , 水法后处理可开发“一循环” Purex 流程 , 钚产品对FP 的去污因子可降至103 , 这可能使投资费用降低 1/ 2 ～ 1/ 3 , 产品的强辐射还能提供防核扩散屏障。如果今后干法后处理能够实现工业化 , 则具有更好的经济性和防核扩散能力。 后处理的去污水平降低要求后 , 相应的燃料元件的制备过程必须实现远距离操作 , 由此导致的费用上升可以通过简化燃料元件制备工艺得以补偿。燃料循环过程中产生的 Pu 、 MA 和LLFP , 将在快堆或 ADS 中燃烧或嬗变 , 以减少其长期放射性危害 , 保证环境安全 , 并利用燃烧过程中释放的能量。“先进
第二章 燃料及燃料燃烧计算
1. 1.1燃料的分析基准 分析基准：1.元素分析；2.工业分析 元素分析：检测煤中无机物水分、灰分和有机物碳、氢、氧、氮、硫这几种组分的相对含量。 工业分析：检测煤中水分，挥发分，固定碳和灰分这几种组分的相对含量。【注意点】1.比较这两种分析基准中的相同名称组分和不同名称组分，可以知道，水分和灰分的测定是两种分析基准之中都有的。而工业分析并不要求检测出煤中碳、氢、氧、氮、硫这几种元素的含量，仅仅要求将挥发分，固定碳区分开来。 2.对于煤的组成合理的看法就是区分可燃的部分和不可燃的部分，煤中可燃的部分就是挥发份和固定碳，其中挥发份是可燃的气体物质，燃点较低，着火容易，因此，挥发份含量多的煤有利于点火。 3.工业分析中的水分对应元素分析中的一部分氢元素和氧元素；灰分是不可燃部分，对应元素分析中的灰分，其中也包含一部分硫元素；固定碳只对应元素分析中的一部分碳元素；挥发分中含有硫元素的可燃的化合物、碳氢氧化合而成的可燃物。 各种元素含量对于媒的性质的影响： 水分：1.水分含量增加，使得煤中可燃物含量相对减少，发热量降低； 2.水分含量增加，磨煤机中所需热风量增加，会使煤粉磨制困难，引风机阻力增大。 3.水分含量增加，会降低炉内温度，使着火困难，燃烧不完全，机 械和化学不完全燃烧热损失会增加。 灰分：1.灰分含量增加，使得煤中可燃物含量相对减少，发热量降低； 2.灰分会吸收热量，并且会由排渣使得热量损失，包括飞灰热损失 和灰渣热损失，统称为灰渣热物理损失，同时其带走了一部分热量将使 炉膛温度降低，燃烧不稳定，也增加不完全燃烧热损失。 3.灰分多，使理论燃烧温度降低，而且煤粒表面汪汪形成灰分外壳， 妨碍煤中可燃物质和氧气接触，使煤不易燃尽，增加机械不完全燃烧热 损失。 4.灰分多，灰粒随烟气流过受热面时，如果烟速高，会磨损受热面， 如果烟速低，会形成受热面积灰，降低传热效果，并使排烟温度升高， 增加排烟损失，降低锅炉效率。 5.灰分多，产生了结渣后，会腐蚀金属；灰分多，增加煤粉制备的 能量消耗；灰分还会造成环境污染。 挥发分：挥发份是可燃的气体物质，燃点较低，着火容易，因此，挥发份含量多的煤有利于点火。 【注意点】要了解各种元素的具体情况，需要仔细阅读书上13-15页的内容。 1.2煤的成分分析基准 【注意点】1.了解收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基的定义和区别，仔细阅读书上15-16页。2.考试不一定会具体地考到，但是一定要明白无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤这几种煤从前到后是越来越容易烧，意思就是越来越容易点火，为什么？因为它们从前到后，挥发分的含量是不断上升的。同时，它们从无烟到
核燃料循环道理
核燃料循环原理 1．核工业体系的组成及其流程 核工业是一个十分广大的系统工程，其组成体系包括：铀矿勘探、铀矿开采与铀的提取、燃料元件制造、铀同位素分离、反应堆发电、乏燃料后处理、同位素应用以及与核工业相关的建筑安装、仪器仪表、设备制造与加工、安全防护及环境保护。 2．核燃料循环及其组成 核燃料循环是核工业体系中的重要组成部分。所谓核燃料循环是指核燃料的获得、使用、处理、回收利用的全过程。 燃料循环通常分成两大部分，即前端和后端，它包括铀矿开采、矿石加工（选矿、浸出、沉淀等多种工序）、铀的提取、精制、转换、浓缩、元件制造等；后端包括对反应堆辐照以后的乏燃料元件进行铀钚分离的后处理以及对放射性废物处理、贮存和处置。 3．铀矿地质勘探 铀是核工业最基本的原料。铀矿地质勘探的任务，是查明和研究铀矿床形成的地质条件，阐明铀矿床在时间上和空间上分布的规律，运用铀矿床形成和分布的规律指导普查勘探，探明地下的铀矿资源。
地壳中的铀，以铀矿物、类质图象（形成含铀矿物）和吸附状态的形式存在。由于铀的化学性质活泼，所以不存在天然的纯元素。铀矿物主要是形成化合物。目前已发现的铀矿物和含铀矿物有170种以上，其中只有25-30种铀矿物具有实际的开采价值。 铀矿床是铀矿物的堆积体。铀矿床是分散在地壳中的铀元素在各种地质作用下不断集中而成的，也是地壳不断演变的结果。查明铀矿床的形成过程，对有效地指导普查勘探具有十分重要的意义。 并不是所有的铀矿床都有开采、进行工业利用的价值。影响铀矿床工业评价的因素很多，有矿石品位、矿床储量、矿石技术加工性能、矿床开采条件，有用元素综合利用的可能性和交通运输条件等。其中矿石品位和矿床储量是评价铀矿床的两个主要指标。 铀矿普查勘探工作的程序，包括区域地质调查、普查和详查、揭露评价、勘探等相互衔接的阶段。同时还伴随-系列的基础地质工作，如地形测量、地质填图、原始资料编录、岩石矿物鉴定、样品的化学和物理分析、矿石工艺试验等。 4．铀矿开采 铀矿开采是生产铀的第一步。它的任务是把工业品位的铀矿厂从地下矿床中开采出来，或将铀经化学溶浸，生产出液体铀化合物。铀矿的开采与其它金属矿的开采基本相同，但是由于铀矿有放射性，能
《燃料及燃烧》部分习题答案
《燃料与燃烧》习题解答 第一篇 燃料概论 1. 某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02, 试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。 解：干燥无灰基的计算：02.41=daf V 98.58100=-=daf daf V Fc ; 收到基的计算 ar ar ar ar V M A FC ---=100 36.35100 100=--? =ar ar daf ar A M V V A ar = 9.95 FC ar = 50.85 干燥基的计算： 35.10=d A V d = 36.77; 88.52100=--=d d d A V FC 2. 某种烟煤成分为： C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 M ar =4.0; 试计算各基准下的化学组成。 解：干燥无灰基：80.3100=----=daf daf daf daf daf N O H C S 收到基： 33.8100 100=-? =ar d ar M A A 95.72100 100=--? =ar ar daf ar M A C C H ar =5.15 O ar =4.58 N ar =1.67 S ar =3.33 M ar =4.0 干燥基： 68.8=d A 99.75100 100=-? =d daf d A C C 36.5913.0=?=daf d H H
77.4913.0=?=daf d O O N d = N daf ×0.913 =1.74 47.3913.0=?=daf d S S 干燥无灰基：C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.80 3. 人工煤气收到基组成如下： H 2 CO CH 4 O 2 N 2 CO 2 H 2O 48.0 19.3 13.0 0.8 12.0 4.5 2.4 计算干煤气的组成、密度、高热值和低热值； 解：干煤气中： H 2，d = 48.0×[100/（100-2.4）]=49.18 CO ，d = 19.3×1.025=19.77 CH 4，d = 13.31 O 2，d = 0.82 N 2，d = 12.30 CO 2，d = 4.61 ρ＝M 干/22.4＝(2×49.18%+28×19.77%+16×13.31%+32×0.82%+28×12.30%+44× 4.61%)/22.4 ＝ 0.643 kg/m 3 Q 高 ＝4.187×（3020×0.1977+3050×0.4918+9500×0.1331） ＝14.07×103 kJ/m 3＝ 14.07 MJ/ m 3 Q 低 ＝4.187×（3020×0.1977+2570×0.4918+8530×0.1331） ＝12.55×103 kJ/m 3＝ 12.55 MJ/ m 3 第二篇 燃烧反应计算 第四章 空气需要量和燃烧产物生成量 5. 已知某烟煤成分为（%）：C daf —83.21,H daf —5.87, O daf —5.22, N daf —1.90, S daf —3.8, A d —8.68, W ar —4.0, 试求： （1） 理论空气需要量L 0（m 3/kg ）； （2） 理论燃烧产物生成量V 0（m 3/kg ）;
燃料与燃烧计算题
燃料与燃烧计算题 例1 某厂使用高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气，煤气温度为 28 ℃，由化验室分析的煤气成分为 求两种煤气的发热量和当焦炉煤气与高炉煤气按 3:7 混合时，混合煤气的成分和发热量。 解: (1) 查附表5的1米3干煤气吸收的水分重量 g=31.1 把干煤气换算成湿成分： CO 湿2 = 1.31124.0100100 31?+?% =99 .103310%=2.98% 同理，其余如下表：
(2) 计算发热量和成分 焦炉煤气： Q低=30.2?8.66+25.8?55.75+85.5?24.45+141?2.79=4184 (kcal/m3) 高炉煤气： Q低=30.2?25.22+25.8?2.89+85.5?0.59=886 (kcal/m3) 按焦比为3:7混合时，混合煤气量为， CO2湿=(0.3?2.99+0.7?13.38)%=10.26% C2H4湿=0.3?2.79=0.84% O2湿=(0.3?0.39+0.7?0.29)%=0.32% H2湿=(0.3?55.75+0.7?2.89)%=18.75 CH4湿=(0.3?24.45+0.7?0.587)%=7.74% CO湿=(0.3?8.66+0.7?25.22)%=20.25 N2湿=(0.3?3.66+0.7?540)%=38.12% H2O=3.72% 混合煤气的发热量为: Q低=0.3?4148+0.7?886=1875 (kcal/m3) 例2 某厂采用焦炉煤气和高炉煤气的混合煤气，煤气成分同(例1)。该炉子的热负荷为60?106kcal/h
试计算 (1) 每小时供应给炉子多少立方米煤气？ (2) 为保证完全燃烧，若要求空气消耗系数n=1.05，每小时应供应多少立方米空气？ (3) 废气量为多少？ 解： 由前述例题，已知该煤气的成分和发热量，则： (1) 每小时应供给炉子的煤气量为 B= 1875 10606?=3200 (m 3/h) (2) 该煤气燃烧的理论空气需要量，按式(4-8)为： L o =(25.20+2 75 .18+2?7.74+3?0.84-0.30)10076.4=1.77 (m 3/m 3) n=1.05时的实际空气消耗量 L o =nL o =1.05?1.77=1.86 (m 3/m 3) 则每小时供给炉子的空气量为 L=1.86?3200=5952 (m 3/h) (3) 该煤气的理论废气生成量，按（4-18）为 L o =(20.25+18.75+3?7.74+4?0.84+10.26+38.12+3.72) ?1.77?1001+100 79 =2.57 (m 3 /m 3 ) n=1.05时V n =2.66(m 3/m 3)则实际废气生成量为 V=2.66?3200=8512 (m 3/h) 例3 已知某烟煤成分为 C 燃=85.32%；H 燃=4.56%；O 燃=4.07%；N 燃=1.08%；S 燃=4.25%；A 干=7.78%；W 用=3.0%；