煤的氣化是一個(gè)熱化學(xué)過程。按供熱情況的不同可將煤的氣化過程歸納為若干基本系統(tǒng)對若干主要?dú)饣瘜W(xué)反應(yīng)，根據(jù)計(jì)算和反應(yīng)熱效應(yīng)計(jì)算，在理論上可獲得合理和優(yōu)化的組合，結(jié)合氣化反應(yīng)平衡的規(guī)律，判斷氣化過程進(jìn)行的方向和限度。氣化反應(yīng)不單取決于化學(xué)因素，還取決于物理因素，故應(yīng)綜合上述兩方面來研究氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。這樣做有利于氣化反應(yīng)機(jī)理的研究和數(shù)學(xué)模型的建立。雖然由于煤的性質(zhì)的復(fù)雜和變化，現(xiàn)在還不能完全借助于數(shù)學(xué)模型使氣化過程模擬放大，但在工程開發(fā)過程中還是可以作為重要參考的。
2.1.1 氣化類型和基本化學(xué)反應(yīng)
2.1.1.1 氣化類型
目前，通常采用的或處于研究發(fā)展中的氣化方法，可歸納為五種基本類型。圖5-2以簡化形式表示了自熱式煤的水蒸氣氣化原理。自熱式即氣化過程中沒有外界供熱，煤與水蒸氣進(jìn)行吸熱反應(yīng)所消耗的熱量，是由煤與氧進(jìn)行的放熱反應(yīng)所提供。根據(jù)氣化爐類型的不同，反應(yīng)溫度在800～1800℃之間，壓力在0.1～4MPa之間，制得的煤氣中除了CO2及少量或微量CH4外，主要含CO和H2。該過程中，也可用空氣代替氧氣，這樣制得的煤氣含有相當(dāng)數(shù)量的氮?dú)狻?
上述方法使用的工業(yè)氧的價(jià)格較貴，制得的煤氣中二氧化碳的含量較高，降低了氣化效率。如使煤僅與水蒸氣反應(yīng)，從氣化爐外部供給熱量，則這種過程稱為外熱式煤的水蒸氣氣化，其原理見圖5-3。以這個(gè)原理為基礎(chǔ)的工藝結(jié)構(gòu)形式，由于氣化爐的熱傳遞差，所以不經(jīng)濟(jì)。新發(fā)展的流化床和氣流床氣化，采用較好的熱傳導(dǎo)方式，同時(shí)供給反應(yīng)所需的熱量不一定由煤或焦炭的燃燒提供，從而節(jié)省煤炭
由煤可制成主要由CH4所組成的煤氣，該煤....
