第二章 基本理論
一、煤氣及其組成
以空為氣化劑，用空氣與煤反應(yīng)，生成含一氧化碳、二氧化碳、氮的氣體就是空氣煤氣，空氣煤氣又叫吹風(fēng)氣。
以蒸汽為氣化劑， 與熾熱的碳反應(yīng)，生成含氫氣、一氧化碳的氣體就是水煤氣。
以空氣與適量水蒸汽的混合物為氣化劑，與碳反應(yīng)，生成含氮、一氧化碳、氫、二氧化碳的氣體稱為混合煤氣。
以適量的空氣與水蒸氣作為氣化劑，與碳反應(yīng)，所得的氣體的組成符合(CO+H2)/N2=3.1～3.2(摩爾比）、能滿足生產(chǎn)合成氨對(duì)氫氧比需要的氣體就是半水煤氣。
二、煤氣爐內(nèi)燃料層的分布
燃料的氣化過(guò)程，實(shí)際上是碳與氧及碳與蒸汽的交叉反應(yīng)，這兩種反應(yīng)總稱為固體燃料的氣化反應(yīng)。合成氨生產(chǎn)中，固體燃料的氣化反應(yīng)是在煤氣發(fā)生爐內(nèi)進(jìn)行的，按煤氣爐內(nèi)生產(chǎn)過(guò)程的特性，自上而下的分干燥層、干餾層、還原層、氧化層和灰渣層五層。
燃料在煤氣爐中，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，自上而下的移動(dòng)。在移動(dòng)過(guò)程中有一系列的變化，這些變化中有物理變化也有化學(xué)變化。
在燃料的上部，煤與熱氣流接觸，并受下層溫度較高的燃料層的熱輻射，本身所含水分開(kāi)始蒸發(fā)干燥，這一區(qū)域叫干燥層。干燥層以下的燃料層溫度比較高，燃料中的揮發(fā)份能夠在此溫度下發(fā)生熱分解，放出揮發(fā)份而逐漸焦化。由于其溫度條件與干餾爐相似而稱其為干餾層；再往下燃料層溫度更高，使燃料能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這就是燃料層的主要區(qū)域—?dú)饣瘜樱?
在氣化層里，燃料中的碳與空氣中的氧反應(yīng)有兩種情況：碳與氧作用生成氧化物；氣化劑中的氧化物失去氧被還原。所以，氣化層又分為氧化層和還原層。氣化層下部由于氣化劑與碳的反應(yīng)而形成灰渣，氣化層至灰盤(pán)的區(qū)域稱為灰渣層。
在實(shí)際生產(chǎn)中，燃料層的分層并無(wú)嚴(yán)格的區(qū)分界限，并且往往是相互交錯(cuò)。隨著燃料的種類(lèi)、性質(zhì)不同，所用的氣化劑及氣化條件不同，燃料層不僅分層不同，各層高度也不相同。如：干燥層和干餾層只是在含水和含揮發(fā)份較高的燃料氣化中才能明顯區(qū)分。在使用焦碳為燃料氣化時(shí)，就沒(méi)有干餾層；氣化層和灰渣層也是在氣化條件較正�；驓饣^完全時(shí)才有明顯區(qū)分。
在一般情況下，氣化劑通過(guò)燃料層中的干燥層、干餾層和灰渣層時(shí)，由于溫度較低，一般不發(fā)生氣化反應(yīng)而只發(fā)生熱量交換，只有氣化層才具備使燃料發(fā)生氣化反應(yīng)的溫度和條件。因此，燃料層的分區(qū)可粗分為上預(yù)熱層（干燥層、干餾層）、氣化層（氧化層、還原層）和下預(yù)熱層（灰渣層）三大區(qū)域。
固定層煤氣爐燃料層各區(qū)域的特性（自下而上）：
區(qū)域
名 稱
用途及進(jìn)行過(guò)程
化學(xué)反應(yīng)
Ⅰ
灰渣層
1、分....
