在煤氣發(fā)生爐中,煤由上而下移動(dòng),而氣化劑則由下而上移動(dòng)。煤與氣化劑逆向移動(dòng)分層進(jìn)行物理化學(xué)反應,我們稱(chēng)這個(gè)工藝過(guò)程為氣化。反應過(guò)程分5個(gè)層次。
1灰渣層
灰渣層在爐篦的上面,是煤炭氣化后的殘留物,高度在爐篦以上150~250mm。其作用是:(1)由于灰渣由氧化層沉降下來(lái),溫度比較高,當氣化劑經(jīng)過(guò)灰渣層時(shí)進(jìn)行冷熱交換,將氣化劑預熱到200℃以上,為氧化層的熱化學(xué)反應帶來(lái)優(yōu)越條件,加速燃燒;(2)由于灰渣層被氣化劑冷卻,對爐篦起到保護作用。(3)灰渣分布在爐篦上呈疏松狀,氣化劑經(jīng)過(guò)灰渣層時(shí)起到重新均勻分布氣流的作用。
2氧化層
氧化層又稱(chēng)為燃燒層,氧化層在灰渣層的上面,在這一層中,鼓風(fēng)機中的氧氣和碳進(jìn)行氧化反應,充分燃燒生成大量的二氧化碳,同時(shí)產(chǎn)生大量的熱。煤氣的熱化學(xué)反應靠此來(lái)提供熱量。
3還原層
還原層是生成煤氣的區域,氧化層產(chǎn)生的二氧化碳氣體上升到還原層后:(1)和熾熱的炭進(jìn)行吸熱化學(xué)反應,生成一氧化碳,(2)水蒸氣與熾熱的碳進(jìn)行吸熱化學(xué)反應,生成一氧化碳和氫氣,(3)一氧化碳與多余的水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣,同時(shí)放出熱量使煤氣爐中溫度升高。
4干餾層
干餾層位于還原層之上。煤炭在400~550℃的溫度下析出揮發(fā)份和其它干餾產(chǎn)物(CH4、CmHn)后變成焦炭,焦炭由干餾層轉入還原層進(jìn)行化學(xué)反應。
5干燥層
干燥層是料層最上的一層,原煤的水分在這一層被蒸發(fā),為下一層干餾準備好原料。