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，如图所
示：干燥层——在燃料层顶部，燃料与热的煤接触，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，燃料发生热分解，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热化学反应；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
量的热量。煤气的热化学反应所需的热量靠此来维持。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，二氧化碳与灼热碳起
作用，进行吸热化学反应，生产可燃的一氧化碳；水蒸气与灼热碳进行吸热化学
反应，生成可燃的一氧化碳和氢气，同时吸收大量的热。
灰渣层—气化后炉渣所形成的灰层，它能预热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。
2.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，碳与氧发生放热反
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热和
放热的混合反应以生成发生炉煤气。
2.1 以空气作为气化剂的气化反应
空气从炉底经过，经灰渣层预热后到达氧化层，此时气体中的氧与炽热的
碳接触，发生如下反应：
2C+O2=2CO+221.2kJ(2-1)
2CO+O2=2CO2+566.0kJ(2-2)
C+O2=CO2+393.8kJ(2-3)
气体往上升，到还原层，气体中的 CO2 与碳发生化学反应：
CO2+C=2CO-172.6kJ(2-4)
2.2 蒸汽为气化剂的气化反应
水蒸汽与碳的气化反应，主要是灼热的碳将氢从其氧化物水中还原出来，在
煤气生产中，通常叫作蒸汽分解。蒸汽通过高温燃料层时，最先通过的气化层称
为主还原层，随后通过的气化层称为次还原层。
在还原层里，主要发生如下反应：
C+2H2O=CO2+2H2-90.2kJ(2-5)
C+H2O=CO+H2-131.4kJ(2-6)
在主还原层生成的二氧化碳，在次还原层被还原成一氧化碳：
C+CO2=2CO-172.6kJ(2-7)
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。
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