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第四章煤的气化

一、填空题
煤气化过程中，气化反应主要是在氧化层与还原层中进行的，这两层统称为气化层（区）。
煤气化发生炉主要由炉体、加料装置和排灰装置构成。
按气化炉内煤料与气化剂的接触方式，气化炉可分为固定床、流化床、气流床和熔池气化炉。
煤的气化过程是一个热化学过程，它以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气等做气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。
提高自热式气化炉气化效率的方法是向煤中添加物，使其在气化过程中进行放热反应。
气化反应器中煤料的停留时间随碳转化率的下降而减小，随返混程度的减少而减小，随反应速率常数K的上升、温度的上升而减小。
对于在加压下运行的气化炉，外部环境处于大气温度和压力条件下，所以加料时必须克服压力差。成熟的加煤方式有料槽阀门和泥浆泵。
即使气化炉中灰渣含碳量相同，灰渣中碳损失量也将随原煤中灰分含量的增加而增多。
气化效率即意味着单位质量气化原料的化学热所产生的煤气化学热的比例。气化原料的一部分直接转化为可燃气体组分，而另一部分即可能为转化反应提供所需的热能。
固定床气化炉一般使用块煤或煤焦为原料；原料与气化剂在炉内逆向流动。
加入流化床气化炉的煤料粒度一般为3~5mm左右，这些细粒煤料在自下而上的气化剂的作用下保持着连续不断和无秩序地沸腾和悬浮状态运动，迅速地进行着混合和热交换，其结果导致整个床层温度和组成的均一。产生的煤气和灰渣皆在接近炉温下导出。
气化炉中煤料的停留时间τ取决于碳转化率、返混程度、反应速率常数以及温度。
气化反应器的生产能力定义式中ρ煤取决于煤的表观密度ρS以及反应器中煤堆的疏松程度。
常压固定床水煤气间歇气化过程，分成两个阶段，即吹风阶段和制气阶段。
以煤或焦炭为原料，以空气和水煤气作为气化剂通入发生炉内制得的煤气称为发生炉煤气。
水煤气是炽热的碳与水蒸气反应所生成的煤气。
由于碳与水蒸气的反应均是吸热反应，为了维持一定的反应温度，提供水蒸气分解所需热量，一般有几种方法：外部加热法、热载体法、用氧和水蒸气为气化剂的连续气化法和用水蒸气和空气为气化剂的间歇气化法。
水煤气发生炉与混合煤气发生炉的构造基本相同，但水煤气发生炉必须采用干法排渣。
两段式完全气化炉即把煤的干馏和气化在一个炉体内分段进行。
常压固定床气化炉生产的煤气热值低，煤气中一氧化碳含量高，气化强度低，生产能力有限，煤气不宜远距离输送，同时不能满足城市煤气的质量要求。
温克勒气化炉是一个高大的圆筒形容器。它在结构上大致分成两个部分：下部的圆锥部分为流化床，上部的圆筒部分为悬浮床，其高度约为下部圆锥部分高度的6~10倍。
为提高气化效率和适应气化活性较低的煤，在温克勒气化炉中部适当的高度引入二次气化剂，在接近于灰熔点的温度下操作，使气流中所带的炭粒得到充分气化。
温克勒气化工艺的缺点，主要是由于操作温度和压力偏低造成的。
灰团聚气化法典型的工艺有U-GAS气化工艺和KRW气化工艺。
U-GAS气化工艺的特点是灰分熔聚及分离、对煤种有较广泛的适应性。
常压流化床（温克勒炉）气化工艺原料的预处理工段包括破碎和筛分、干燥、破黏等内容。
高温温克勒气化法由于采用较高的反应，为防止灰分严重结渣而影响气化过程正常进行，在原料煤中可添加石灰石、石灰或白云石来提高煤的软化点和熔点。
煤炭气化过程主要是煤中的碳和水蒸气反应生成氢，这一反应（填吸收或放出）大量的热量，该热量是通过来维持。（吸收，碳与氧的燃烧反应）
如果以空气作为气化剂，生产的煤气称。（空气煤气）
如果以空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气的混合物作为气化剂，生产的煤气称。（混合煤气/发生炉煤气）
气化炉在生产操作过程中根据使用的压力不同，可分为和；根据不同的排渣方式，可以分为和。（常压气化炉、加压气化炉、固态排渣气化炉、液态排渣气化炉）。
由于煤炭气化过程是在非常高的温度下进行的，为了保护炉体而加设或
是非常必要的。（水套、内璧衬里）
不论采用何种类型的气化炉，生产哪种煤气，燃料以一定的粒度和气化剂直接接触进行过程，将燃料中的可燃成分转变为，同时产生的从炉内排除出去，这一点是不变的。（物理和化学变化、煤气、灰渣）
气化剂以较小的速度通过床层时．气体经过固体颗粒堆积时所形成的空隙，床内固体颗粒静止不动，这时的床层一般称。（固定床）
在流化床阶段，如果流速进一步增大，将会有部分粒度较小的颗粒被带出流化床，这时的床层相当于一个气流输送设备，因而被称为。（气流床）
通常把气固相反应叫，将气相中的反应叫。（非均相反应、均相反应）
煤炭气化过程的两类主要反应即和是密切相关的是煤炭气化过程的基本反应。（燃烧反应、还原反应）
水煤气发生炉和混合煤气发生炉的构造基本相同，一般用于制造水煤气或作为合成氨原料气的加氮半水煤气，代表性的炉