补充资料：煤气化

    　　煤或焦炭、半焦等固体燃料，在高温常压或加压条件下，与气化剂反应，转化为气体产物和少量残渣的过程。气化剂主要是水蒸气、空气(或氧气)或它们的混合气，气化反应包括了一系列均相与非均相化学反应。所得气体产物视所用原料煤质、气化剂的种类和气化过程不同而具有不同的组成，可分为空气煤气、半水煤气、水煤气等。煤气化过程可用于生产燃料煤气，作为工业窑炉用气和城市煤气，也用于制造合成气，作为合成氨、合成甲醇和合成液体燃料的原料。是煤化工的重要过程之一。
　　
　　气化过程 　虽然不同的煤气化方法所采用的工艺各不相同，但它们的基本过程均包括煤料加工、气化反应和煤气净化处理几个部分。煤的气化反应比较复杂，在气化炉内先后或同时发生氧化燃烧、还原、转化、甲烷化等反应。基本反应方程式为：
　　
　　式(5)、(6)、(7)为吸热反应，余为放热反应。式(6)是煤气化的主反应之一。式(7)是式(6)的副反应，温度高于1000℃时可以忽略，式(8)为一氧化碳变换反应,只有在催化剂存在下才以显著的速度进行。式 （9）、(10)、(11)在加压气化下较为重要。
　　
　　在气化过程中，一部分干馏气相产物，随着气化条件的不同，直接或经转化成二氧化碳、一氧化碳、氢、甲烷等而成为气化产物的组成部分。
　　
　　在气化炉中所进行的反应，除部分为气相均相反应外，大多数属于气固相反应过程，所以气化反应过程速度同化学反应速度和扩散传质速度有关。
　　
　　气化方法 　原料煤的性质，包括煤中水分、灰分和挥发分的含量，粘结性，化学活性，灰熔点，成渣特性，机械强度和热稳定性，以及煤的粒度和粒度分布等，都对气化过程有不同程度的影响。因此，必须根据煤的性质和对气体产物的要求选用合适的气化方法。
　　
　　按煤在气化炉内的运动方式，气化方法可划分为三类，即固定床（移动床）气化法、流动床（沸腾床）气化法和气流床气化法。
　　
　　固定床气化法 　采用一定块径范围的块煤（半焦、焦）或成型煤为原料，与气化剂逆流接触，用反应残渣（灰渣）和生成气的显热，分别预热入炉的气化剂和煤，所以气化炉的热效率较高。多数固定床气化炉用转动炉栅把灰渣从炉底排出，少数固定床气化炉则排出液态渣。固定床气化炉需用块状原料，反应速度较慢，在生成气中含有相当量的焦油蒸气，并对煤质有一定的要求（如较高的灰熔点、较好的机械强度和热稳定性）。在使用粘结性煤时，炉内应设置专门的破粘装置。
　　
　　流化床气化法 　采用一定粒度范围的细粒煤为原料，进入炉内的气化剂使煤粒呈悬浮（流化）状态，流化床中混合、传热都很快，所以整个床层温度分布均匀。这类气化法不受固定床气化法需用块煤的限制，取消了容易发生故障的机械传动部分，生成气中基本上不含煤的挥发分。但流化床操作热效率不高；灰分和未反应碳容易混杂，甚至粘结在一起，使碳的转化率降低；热煤气夹带粉尘，其处理过程较复杂。另外，流化床气化法必须采用活性较高的煤种。
　　
　　气流床气化法 　采用粉煤为原料，同气化剂一起喷入气化炉内，反应温度很高，灰分呈熔融状排出。气流床气化法的优点是气化强度大，煤种适应性广，有的气流床气化炉(如德士古煤气化炉)碳转化率可达99％。但气流床气化是并流操作，炉内热效率不高，需有庞大的热回收系统。同时，高温熔渣对炉衬的腐蚀和侵蚀比较严重，必须慎重选用炉衬材料。（见彩图）
　　
　　煤气化技术在生产城市煤气、提高动力工业的发电效率和在化学工业中代替部分天然气和石油产品等方面，受到广泛的重视。中国煤的蕴藏十分丰富，发展煤气化技术对提高城市煤气普及率、相应发展有关工业等方面将起重要作用。
　　
　　参考书目
　　　姜圣阶等编著：《合成氨工学》,第二版,第一卷，石油化学工业出版社，北京，1978。
　　

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