二、汽化原理

所谓煤汽化，是指用某种汽化剂，对煤炭进行热加工的一种过程。

现以固定床煤气发生炉为例，概要地阐明炉内的汽化反应原理，如图9-2-27所示。

图9-2-27 固定床煤气炉的汽化反应示意图

煤气发生炉的汽化过程是：煤自炉顶加入，逐渐下移，经过干燥层、干馏层、还原层、氧化层等过程，形成的灰渣从炉底排出。汽化剂从炉底加入，自下而上地与下落的煤进行逆流交换、反应，生成的煤气由炉顶导出。

汽化剂通过炉栅进入灰渣层，冷却了灰渣，保护了炉栅，自身也被预热；被预热的汽化剂进入氧化层（也叫燃烧层）与赤热的碳起氧化反应，生成CO₂；高温的CO₂和未反应完的汽化剂继续上升，进入还原层。在还原层内，CO₂和水蒸气与赤热的碳相互作用，生成CO和H₂；在还原层中生成的煤气，上升到干馏层后使煤干馏，产生甲烷、焦油及其他汽体成分随煤气导出；煤气再上升到干燥层后温度较低，可起干燥作用，使入炉煤中的水分蒸发。在实际汽化过程中，在还原层中未能将CO₂、H₂O完全反应成CO和H₂，所以，煤气中仍含有少量CO₂和H₂O等。

氧化层和还原层是煤气炉的最主要部位，通称气化段。干馏层和干燥层是煤气炉的准备阶段，又称预备段。这些过程保持了炉内的热平衡，连续稳定地制出了煤气。