煤气发生炉的工作原理

煤气发生炉工作原理是以煤为原料生产煤气，供燃气设备使用的装置。固体原料煤从炉顶部加入，随煤气炉的运行向下移动，在与从炉底进入的气化剂（空气、蒸汽）逆流相遇的同时，受炉底燃料层高温气体加热，发生物理、化学反应，产生粗煤气。此粗煤气（即热煤气）经粗除尘后可直接供燃烧设备使用。这样在煤气发生炉中形成了几个区域，一般我们称为“层”。按照煤气发生炉内气化过程进行的程序，可以将发生炉内部分为六层1）灰渣层；2）氧化层（又称火层）；3）还原层；4）干馏层；5）干燥层；6）空层；其中氧化层和还原层又统称为反应层，干馏层和干燥层又统称为煤料准备层。（1）灰渣层：煤燃烧后产生灰渣，形成灰渣层，它在发生炉的最下部，覆盖在炉篦子之上。其主要作用为：a保护炉篦和风帽，使它们不被氧化层的高温烧坏；b预热气化剂，气化剂从炉底进入后，首先经过灰渣层进行热交换，使灰渣层温度降低，气化剂温度升高。c灰渣层还起了布风作用，使进入的气化剂在炉膛内尽量均匀分布。（2）氧化层：也称为燃烧层（火层）。从灰渣中升上来的气化剂中的氧与碳发生剧烈的燃烧而生成二氧化碳，并放出大量的热量。它是气化过程中的主要区域之一，其主要反应是：CO2→CO2氧化层的高度一般为所有燃料块度的3-4倍，一般为200毫米。气化层的温度一般要小于煤的灰熔点.（3）还原层：在氧化层的上面是还原层。赤热的碳具有很强的夺取氧化物中的氧而与之化合的本领，所以在还原层中，二氧化碳和水蒸气被碳还原成一氧化碳和氢气。这一层也因此而得名，称为还原层，其主要反应为：COC→2COBRH2OC→H2COBR2H2OC→CO22H2（4）干馏层：就是把煤中的挥发份,焦油等物质经过加热后所产生的CmHm化合物分离出来,然后再进入还原进行化学反应,其高度为200厚（5）干燥层：干燥层位于干馏层上面，也即是燃料的面层，主要是把煤中的水发蒸发即可（6）空层：空层即燃料层上部，炉体内的自由区，其主要作用是汇集煤气。然后出去2CO→CO2C以及2H2OCO→CO2H2从上面六层简单叙述，我们可以看出煤气发生炉内进行的气化过程是比较复杂的，既有气化反应，也有干馏和干燥过程。而且在实际生产的发生炉中，分层也不是很严格的，相邻两层往往是相互交错的，各层的温度也是逐步过渡的，很难具体划分，各层中气体成份的变化就更加复杂了，即使在专门的研究中，看法也是分歧的.煤气发生炉是以水蒸气和空气为汽化剂，在1000℃左右的高温下与煤发生反应，生成发生炉煤气，其主要成分为氮气、氢气、二氧化碳、甲烷等。煤气发生炉可以分为五层：灰渣层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层。鼓入的气化剂，首先经过渣层，并在层中得到预热。当上升进入高温的燃料层时，碳和氧发生下列反应：2C+02=2CO+Q↑2C+02=CO2+Q↑由于这个层的反应都是放热的所以温度很高，这一层称为氧化层。氧化层的热气体继续上升，与上层燃料接触，产生了还原反应。主还原层的主要反应是：CO2+C=2CO－Q↓C+2H2O=CO2+2H2－Q↓C+H2O=CO+H2－Q↓次还原层主要生成的一氧化碳与过剩的水蒸汽反应：CO+H2O=CO2+H2+Q↑此外还有生成甲烷的副反应：C+2H2=CH4+Q↑还原层中产生的热气体再往上升时，加热了上面的煤层，形成了干馏层和干燥层。干馏层的挥发物在上升热气体带来的物理热的作用下，被干馏和蒸发出来；干燥层中的水分也是靠此热量被干燥干净。生成的煤气聚集在空层，经煤气出口管进入净化设备，然后供用气设备使用。