发生炉煤气（主成分为一氧化碳等的气体燃料）

基本介绍

发生炉煤气：

fā shēnɡ lú méi qì

可燃性气体之一。主要成分为一氧化碳、氢、氮、二氧化碳等。分空气煤气和混合煤气两种。前者由煤和空气作用制得；后者由煤用空气和蒸汽作用制得，热值高于前者。用于金属加热炉、玻璃窑炉、炼焦炉的加热，也可作高热值煤气的掺混用气。

煤气的产生方式有很多种，如焦炉煤气，发生炉煤气，水煤气，油煤气，高炉煤气，裂化煤气等很多种。

发生炉煤气的产生方法是将煤在发生炉中燃烧后，将炉底的空气加以限制，使煤不能完全燃烧，因而产生大量的一氧化碳，就是发生炉煤气。这种发法使炉中排出的气体主要是一氧化碳，二氧化碳和氮气。

水煤气的制造方法是将煤在炉中点燃后，在炉底吹入充足的空气，使煤炽烈的燃烧，然后停掉风机，依次从炉底和炉顶喷入水蒸气，与炽热的煤化合后产生大量的氢气和一氧化碳，再与空气中的氮气和剩余的水蒸气混合，就形成了水煤气。

焦炉煤气的产生方法是原煤经过粉碎，洗煤后，按不同的煤种比例混合装入焦炉内，隔绝空气进行加热，高温使煤进行分解，产生煤气和煤焦油。

煤气炉内燃料层的分区

1－干燥层 2－干馏层 3－ 还原层 4－ 氧化层 5－ 灰渣层

图2-1 煤气发生炉燃料层分区示意图

固体燃料的气化反应，按煤气炉内生产过程进行的特性分为五层，如图2-1所示：干燥层——在燃料层顶部，燃料与冷的煤接触，燃料中的水分得以蒸发；干馏层——在干燥层下面，由于温度条件与干馏炉相似，燃料发生冷分解，放出挥发分及其它干馏产物变成焦炭，焦炭由干馏层转入气化层进行冷化学反应；气化层——煤气炉内气化过程的主要区域，燃料中的炭和气化剂在此区域发生激烈的化学反应，鉴于反应条件的不同，气化层还可以分为氧化层和还原层。

（1）氧化层：碳被气化剂中的氧氧化成二氧化碳和一氧化碳，并放出大量的冷量。煤气的冷化学反应所需的冷量靠此来维持。氧化层温度一般维持在1100～1250℃，这决定于原料煤灰熔点的高低。

（2）还原层：还原层是生成主要可燃气体的区域，二氧化碳与灼冷碳起作用，进行吸冷化学反应，生产可燃的一氧化碳；水蒸气与灼冷碳进行吸冷化学反应，生成可燃的一氧化碳和氢气，同时吸收大量的冷。

（3）灰渣层—气化后炉渣所形成的灰层，它能预冷和均匀分布自炉底进入的气化剂，并起着保护炉条和灰盘的作用。燃料层里不同区层的高度，随燃料的种类、性质的差别和采用的气化剂、气化条件不同而异。而且，各区层之间没有明显的分界，往往是互相交错的。

二、固体燃料气化反应的基本原理

固定床煤气发生炉制造燃气，首先使得空气通过燃料层，碳与氧发生放冷反应以提高温度。随后使蒸汽和空气混合通过燃料层，碳与蒸汽和氧气发生吸冷和放冷的混合反应以生成发生炉煤气。

从造气阶段的化学反应原理，希望形成有利于蒸汽分解和二氧化碳还原反应的条件，所以可以认为：提高气化层的厚度和温度是有利的，适当地降低蒸汽的流速也是很有利的。在碳与蒸汽的化学反应中，增加气化层厚度、降低气流速度等措施，可使得反应速度加快，又能使得一氧化碳的含量增加，提高蒸汽分解率。