煤炭氣化的煤炭氣化原理

專家解說：氣化過程是煤炭的一個熱化學加工過程。它是以煤或煤焦為原料，以氧氣（空氣、富氧或工業(yè)純氧）、水蒸氣作為氣化劑，在高溫高壓下通過化學反應將煤或煤焦中的可燃部分轉化為可燃性氣體的工藝過程。氣化時所得的可燃氣體成為煤氣，對于做化工原料用的煤氣一般稱為合成氣（合成氣除了以煤炭為原料外，還可以采用天然氣、重質石油組分等為原料），進行氣化的設備稱為煤氣發(fā)生爐或氣化爐。煤炭氣化包含一系列物理、化學變化。一般包括干燥、燃燒、熱解和氣化四個階段。干燥屬于物理變化，隨著溫度的升高，煤中的水分受熱蒸發(fā)。其他屬于化學變化，燃燒也可以認為是氣化的一部分。煤在氣化爐中干燥以后，隨著溫度的進一步升高，煤分子發(fā)生熱分解反應，生成大量揮發(fā)性物質（包括干餾煤氣、焦油和熱解水等），同時煤粘結成半焦。煤熱解后形成的半焦在更高的溫度下與通入氣化爐的氣化劑發(fā)生化學反應，生成以一氧化碳、氫氣、甲烷及二氧化碳、氮氣、硫化氫、水等為主要成分的氣態(tài)產物，即粗煤氣。氣化反應包括很多的化學反應，主要是碳、水、氧、氫、一氧化碳、二氧化碳相互間的反應，其中碳與氧的反應又稱燃燒反應，提供氣化過程的熱量。 主要反應有：1、水蒸氣轉化反應C+H2O=CO+H2-131KJ/mol2、水煤氣變換反應CO+ H2O =CO2+H2+42KJ/mol3、部分氧化反應C+0.5 O2=CO+111KJ/mol4、完全氧化（燃燒）反應C+O2=CO2+394KJ/mol5、甲烷化反應CO+2H2=CH4+74KJ/mol6、Boudouard反應C+CO2=2CO-172KJ/mol