煤制气基础知识

家用燃气基础知识家庭烧火做饭离不开燃料，城市中没有柴草秸秆，而煤炭（包括蜂窝煤）、煤油也渐渐被淘汰，现代家庭生活已普遍使用价廉而清洁的燃气。

许多人都使用过燃气，但未必了解燃气的相关知识，我就曾经把管道用燃气灶接在液化气罐上使用，看着黄黄的火焰和被熏黑的锅而大惑不解。

最近新换了一种工作，与燃气器具有关，就查找了一些相关资料，感到有一些应是常识性的内容，也就现学现卖，整理并发表出来。

一、家用燃气的分类：1. 煤制气：过去城市的管道气基本为煤制气，是一种人工燃气，主要成分为氢气（约40%--50%）和一氧化碳（约10%--20%）、甲烷，还有不可燃的二氧化碳和氮气等，燃烧速度快、火焰稳定。

煤制气是把煤炭隔绝空气加热（干馏）或加入空气、水蒸汽燃烧而获得，把固体的煤炭变成了方便管道运输的气体，比直接燃烧煤炭要方便，但其中含有能危及生命的一氧化碳，还有较多的焦油、苯、萘等容易堵塞管道的物质。

也有一些城市用重油裂解的方式制作人工燃气，一般称为油制气，品质比煤制气好，而且一氧化碳含量低，更安全，一般在远离煤矿而油运输方便的南方一些城市使用。

2. 液化气：是液化石油气（LPG: Liquefied Petroleum Gas）的简称，主要成分为丙烷、丁烷、丁烯、丙烯等分子中有3到4个碳原子的烃类，常温下为气体，加压或冷却时变为液体，一般是放到罐或钢瓶中运输，虽也可管道运输，但因易于液化，只适于冬天温暖的南方城市管道使用。

LPG主要是油田开采时的伴生气（油田气）或炼油厂、石油化工厂加工中的副产品（炼厂气），油田气分离后产生丙烷、丁烷等气体，可在低温、常压下储存和运输，打火机常灌装的就是丁烷。

炼厂气中一般含有少量残液，冬天时钢瓶中残液会更明显，这些实际上是分子中有5个以上的碳原子的烃类，常温下不易气化，但也是可燃物，而且还会溶解一些易燃气体，倾倒残液很危险。

LPG密度大于空气，不易扩散开而容易积存在低洼处，且容易形成爆炸性混合物，爆炸事故率较高。

第一篇以煤为原料固定床间歇气化工艺的基本知识1.1 气化反应的基本原理及煤气炉内燃料层的分布状况1.1.1 概述以煤为原料的气化过程，分为吹风和制气两个阶段。

作为氨合成的半水煤气是以氧气和蒸汽作为气化剂的制得的气体，同时要求气体中（CO+H2）和N2的比例为3：1-3：2，吹风是放热反应，它的目的是使炭层积蓄热量，为制气提供高温的反应条件；制气是吸热反应，它的目的是使蒸汽和赤热的炭反应，制成合成氨生产所需要的一氧化碳和氢。

1.1.2 固体燃料气化的基本原理在固体煤气发生炉中，原料煤、氧气和水蒸汽发生气化反应，其主要反应如下：（1）以空气为主要气化剂的主要反应方程式C+O2=CO2+402KJ ①2C+O2=2CO+237KJ ②CO2+C=2CO-165KJ ③吹风时，空气中的氧气和炭燃烧，其反应式为①和②为主。

放出大量的热量，贮蓄在炭层中，同时反应生成的CO2继续与炭发生还原反应生成CO，如反应式③，此反应为吸热反应，生成的CO随吹风气放空或送吹风气回收岗位，很显然这个反应是应该抑制的。

工艺上采用提高吹风速度，减少C02和炭接触时间。

（2）以水蒸汽为气化剂的主要反应方程式为C+2H2O=CO2+2H2-80KJ ④C+H2O=CO+H2-123KJ ⑤水蒸汽和炭的反应过程叫制气，以反应式④和⑤表示，都是吸热反应，利用反应式①和②中的热量。

1.1.3 煤气发生炉内燃烧层的分布状况在煤气发生炉中固体燃料气化过程，燃料与气化剂呈相反方向和顺时针方向运动，当气化剂经过燃料层时，进行气化反应，同时伴随着物理变化，燃料层大致可分如下图所示的5个区层。

层的高温燃料和炉壁的辐射热以及下面的高温气流的导热，使燃料中的水分蒸发，形成干燥层，干燥层的厚度与加入的燃料的量有关。

（2）干馏层干燥层下面温度较高，燃料中的水分蒸发至差不多后，在高温条件下，燃料便发生热分解，放出挥发分，燃料本身也逐渐碳化，干馏层厚度小于干燥层。

【科普】煤化工、煤制油气的16个基础知识一、煤化工以煤炭为原料经化学方法将煤炭转化为气体、液体和固体产品或半产品，而后再进一步加工成一系列化工产品或石油燃料的工业，称之为煤化工。

二、元素分析全面测定煤中所含化学成分的分析叫元素分析。

对燃烧有影响的成分包括碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分，各化学元素成分用质量百分数表示。

三、煤的工业分析是利用煤在加热燃烧过程中的失重进行定量分析，测定煤的水分、挥发分、固定碳和灰分的成分。

四、煤里面都含有水分，水分的含量和存在状态与外界条件和煤的内部结构有关。

根据水在煤里面的存在状态，将煤中水分分别称为外在水分、内在水分以及同煤中矿物质结合的结晶水、化合水。

五、在煤的工业分析中测定的水分可分为收到基水分和分析基水分两种。

六、煤的灰分是指煤完全燃烧后剩下来的残渣。

这些残渣几乎全部来自于煤中的矿物质。

煤的组成以有机质为主体，有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫5种元素组成。

七、煤的热解-干馏所谓煤的热解，是指在隔绝空气的条件下，煤在不同温度下发生的一系列物理、化学变化的复杂过程。

其结果是生成气体（煤气）、液体（焦油）、固体（半焦或焦炭）等产品。

煤的热解也称为煤的干馏或热分解。

按热解最终温度不同可分为：高温干馏900-1050℃，中温干馏700--800℃，低温干馏500-600℃。

八、煤的铝甑（zeng）低温干馏试验为了评定煤的炼油适合性以及干馏产物，常用铝甑低温干馏试验方法。

要点是：将煤样装在铝甑中，以一定程序加热到510℃,保持一定时间，测定所得的焦油、热解水和半焦和煤气的产率。

评价煤的低温干燥焦油产率时用空气干燥基指标Tarad。

Tarad＞12%称为高油煤，Tarad=7-12%称为富油煤，Tarad≤7%称为含油煤。

九、煤气化炉的分类1、我们按气化炉中的流体力学条件分，只有三种：固定床、流化床、气流床。

2、固定床的特点是简单可靠。

气化剂与煤逆流接触，气化过程比较完全，热量利用比较合理，热效率较高。

煤成气基础知识1．煤成气是含煤沉积中的高等植物及其细碎屑，在形成煤和暗色泥岩过程中产生的气体，也有称为煤型气或煤系气。

一般所说的天然气主要包括煤成气和油型气。

油型气是由地史上生活在海洋和湖泊中而后被埋藏沉积物里的轮藻、介形虫等微体生物，以及藻类等低等植物，在形成碳酸盐岩或泥页岩中产生的气体。

煤成气和油型气原始母质的结构是完全不同的，结构的不伺导致产物的差异。

油型气的原始母质，俗称腐泥型或偏腐泥型有机质，是由较多长链结构和少量环状结构的化合物组成，其热降解产物主要是液态的石油，同时伴有以甲烷为主体还含有大量乙烷、丙烷重烃气组分的油型气，由于油型气往往与石油伴生，所以在成油过程中一直兼探着油型气。

煤成气的原始母质，俗称腐殖型有机质，是以缩合的环状结构为主的化合物，带有较短的侧链，其热降解产物以天然气为主（以甲烷占优势，并伴有相当量乙烷、丙烷和丁烷）并有少量凝析油或轻质油。

尽管在煤矿中早已发现残留在煤层中的煤层瓦斯气，但由于受传统的石油地质学概念和煤层具有强吸附性、气体难以运移等观念的束缚，煤成气在相当长时间内未得到充分的重视。

2．煤系有机质既能生气也能生油，各煤岩组分在成烃作用中贡献不同。

镜质组、丝质组和稳定组是煤岩有机显微组分中三类主要部分。

镜质组通常是气源岩中最主要的显微组分之一，它属于高等植物木质纤维组织凝胶化作用的产物，主要由腐殖物质的腐殖酸部分形成的组分。

丝质组是不具化学活动性的富碳贫氢组分，属于高等植物木质纤维组织碳化作用的产物。

稳定组由高等植物中较富含氢的组织器官及植物组织分泌物所形成，如孢子体、树脂体、角质体、木栓质体等。

孢子体起源于高等植物孢子和花粉的外壳层；树脂体来源于高等植物的树脂、蜡质、树胶、香脂和油脂等分泌物；角质体来源于陆生高等植物表皮保护组织角质层；木栓质体来源于高等植物木栓化组织细胞。

镜质组和丝质组以成气为主，稳定组以成油为主。

煤成气主要产自镜质组。

稳定组含量相对较高的煤可形成相当量的凝析油气或轻质油。

煤制气煤制气随着油价的不断攀升，煤炭的战略地位将越来越重要，世界的能源构成也越来越依赖于煤炭以及煤基改质燃料。

煤炭的直燃，由于热效率低且对环境的巨大污染，在全国的大部地区已经禁烧，这样就有一个突出的问题摆在我们面前，怎样获得高效环保的洁净能源？发生炉制气技术就是一种成熟、环保、应用广泛的洁净煤技术。

发生炉制气是以煤或焦炭等含碳的物质为原料，以空气和水蒸汽为气化剂，在常压固定床煤气发生炉内气化获取可燃气体的技术，生成气体的主要成分是一氧化碳、氢气、氮气、二氧化碳，可燃组份为一氧化碳和氢气，由于含有大量的惰性组份氮气，因此煤气热值不高，低热值为6 MJ/Nm3 左右。

用煤气发生炉制取煤气技术已有一百多年的历史，是非常成熟的煤制气技术，与传统的煤炭燃烧方式相比，有以下优点：1、通过对煤、发生炉煤气分别应用于加热炉和热处理炉进行的经济比较看，从节能观点出发，在正常生产正常操作的情况下，两种燃料炉的耗能比是煤炉：煤气发生炉=1：0.95，即使用发生炉煤气与直接烧煤相比可节能5%。

2、使用发生炉煤气有利于采用小能量的烧嘴，便于通过烧嘴的布置调节窑内温度，从而提高制品的一级品率。

传统的煤炭燃烧方式只能加热对燃料没有要求的制品，如确须加热比较洁净的制品，只能采用隔焰加热，这无疑将大大降低燃料的热利用率。

发生炉制气技术中有发生炉冷煤气和热煤气两种，可根据产品的性质选择不同的燃料气，加热对燃料洁净度没有要求的制品，可采用热煤气；加热对燃料洁净度有要求的制品，可将制得的煤气净化变成洁净冷煤气，冷煤气的含尘量及其有害成分（如H2S）很低，不会污染制品，因而可以采用明焰烧成。

传统的煤炭燃烧对窑炉的温度不易控制，经常有温度想升升不起来，想降降不下去的情况发生。

而应用冷煤气和热煤气加热制品，如调节窑炉温度只须调节煤气阀和风阀的开度，非常简便，对于提高产品质量、改进产品生产工艺、改善劳动条件和环境卫生具有十分明显的效果。

3、污染物排放较传统的煤炭燃烧少。

煤制气技术的研究与应用随着工业化进程的不断发展，人们对能源的需求越来越大。

其中，煤炭作为传统的化石能源之一，一直扮演着重要的角色。

但是，煤的燃烧会产生大量的污染物，对环境和人类健康造成危害。

为了解决这一问题，煤制气技术应运而生。

一、煤制气技术的概念煤制气是一种将煤炭转化为可燃气体的技术。

通过气化反应，将煤炭中的碳、氢等元素与水蒸气、氧气等反应生成合成气或煤气，其中合成气的成分包括一氧化碳、氢气、二氧化碳、氮气等。

煤制气技术在能源转化和利用、化工、农业等领域均有广泛的应用。

二、煤制气技术的历史早在19世纪末，欧洲就开始使用煤制气。

20世纪初，美国、苏联等国家也开始使用煤制气。

在我国，煤制气技术的应用也源远流长。

20世纪初期，山西等地就开始使用煤制气灯。

然而，煤制气技术并没有得到广泛的应用，主要原因是其制气成本较高，且对环境造成的污染较大。

三、煤制气技术的发展随着科技的进步，煤制气技术得到了很大的发展。

在气化技术方面，固定床、流化床、压力气化、熔盐气化等多种技术已经被发展出来。

其中，流化床气化技术因其灵活性和操作稳定性而被广泛使用。

在气气热交换技术方面，换热器、富氧燃烧等技术也得到了快速发展。

此外，还出现了煤炭直接液化、煤炭生物合成油等多种煤化工技术，使得煤制气技术得到不断升级和完善。

四、煤制气技术的应用1. 能源转化和利用煤制气技术可以将煤炭转化为合成气，进而用于制备化学产品或发电。

与燃烧煤炭相比，煤制气可以大大减少环境污染，因此被广泛应用于工业、城市等领域。

2. 化工领域煤制气技术可以用于合成苯、甲醇、丙烯和乙烯等化学产品，这些产物广泛应用于化学工业和农业领域。

同时，煤制气技术还可以用于制备合成氨、尿素等化肥原料。

3. 农业领域煤制气可以用于制备含有生物有机肥料的煤，这种煤可以与其他肥料混合使用，提高土地的肥力。

此外，煤制气还可以制备农药等农业用品。

五、煤制气技术的前景煤制气技术因其能够将煤转化为多种价值化产品而备受关注。

煤炭资源的煤炭气化与煤制气技术煤炭作为一种重要的能源资源，在中国以及全球范围内都扮演着重要的角色。

然而，传统的燃煤方式不仅会带来环境污染问题，还导致煤炭资源的过度消耗。

为了有效利用煤炭资源以及减少对环境的影响，煤炭气化与煤制气技术应运而生。

本文将介绍煤炭气化与煤制气技术的原理及其在能源领域的应用。

一、煤炭气化技术煤炭气化是指通过加热煤炭，使其在缺氧或者低氧的条件下发生化学反应，生成可燃气体的过程。

这种技术可以将煤炭中的有机物转化为合成气（Syngas），合成气主要由一氧化碳（CO）和氢气（H2）组成。

煤炭气化技术可以将煤炭中的碳、氢、氧等元素转化为可用于发电、化工和制氢等领域的能源。

煤炭气化技术有多种不同的方法，其中最常见的是煤粉煤气化和煤水煤气化。

煤粉煤气化是指将煤粉与氧气和蒸汽混合后在高温下进行反应，产生合成气。

煤水煤气化则是通过将煤浆与氧气和蒸汽共热，使其反应生成合成气。

这些技术可以根据具体的需要来选择，以满足不同领域的能源需求。

二、煤制气技术煤制气技术是利用煤炭气化过程中产生的合成气进行一系列化学反应，生成各种有机化合物的过程。

这些有机化合物可以用于石化工业、制造合成液体燃料等。

煤制气技术主要分为两种：加氢法和催化法。

加氢法是指将合成气通过催化剂的作用，与水蒸汽和催化剂表面上的金属原子发生反应，生成一系列有机化合物。

催化法则是指将合成气通过催化剂的作用，在适当的温度和压力下，发生一系列化学反应，生成目标产品。

煤制气技术可以生产出一系列有机化合物，如甲烷、甲醇、一氧化碳等。

这些产品在化工、能源等领域具有广泛的应用前景。

三、煤炭气化与煤制气技术在能源领域的应用煤炭气化与煤制气技术在能源领域具有广泛的应用前景。

首先，通过煤炭气化技术可以将煤炭资源转化为合成气，用于发电。

合成气可以直接用于燃烧发电，也可以通过气轮机发电。

其次，煤制气技术可以将合成气转化为石化产品。

合成气经过催化反应，可以生成一系列有机化合物，如甲醇、氨、乙烯等。

第二章煤制气一、煤气生产过程：1.煤制气的气化原理：（1）概述：煤气：可燃气体、煤或重油等液体燃料经干馏或气化而得到的气体产物是一种热燃料气。

煤气主要成分：H2、CO、CH4等。

煤气：焦炉煤气（H2、CO、CH4）煤在焦炉中干馏产生煤气。

爆炸极限：5~36%发生炉煤气（CO、N2）空气和少量水蒸气跟煤或焦炭在煤气发生炉内反应。

爆炸极限：20 ~74%水煤气（H2、CO）水蒸气和炽热的无烟煤或焦炭作用产生。

爆炸极限：6 ~72%（2）气化机理：煤气是在特定的装置发生炉内，控制气化条件，块煤或焦炭在空气（氧气）和蒸汽混合组成的气化剂下发生一系列复杂物理化学变化产生。

注：爆炸极限：H2 4~74.2%;CO12.5~74.2;CH45~15.4%干馏：隔绝空气加热分解。

2.化学反应：氧化燃烧：还原反应：蒸汽转化：甲烷化：仅部分为气相均相反应，大多数为气固相反应。

反应进行程度影响因素：发生炉的操作条件。

即：气体温度、压力、气化剂组成和流速，气化剂与燃料接触时间，燃料反应性、表面性质。

3.生产方式：发生炉在生产过程中，气化剂从炉底进入炉内煤层，气化生成的粗煤气从顶部输出。

（1）灰渣层：厚度约为100~200mm，气化剂在灰渣层中不发生化学反应，只与灰渣进行热交换，气化剂吸收热量升温预热，灰渣释放热量被冷却，同时对炉箅起保护作用。

（2）氧化层：既有O2存在的燃料层，煤中固定碳与气化剂中的氧气发生强烈氧化反应，放出大量的热，使炉内保持足够的温度。

（3）还原层：从氧化层中来的高温CO2和水蒸气与炙热的碳发生还原反应，吸收热量，生成CO和H2。

（4）干馏层：煤炭受热干馏，释放挥发分，得到CH4、焦油蒸汽等气态烃类物质及其他气体成分。

（5）干燥层：入炉煤炭在该层内脱除水分。

4.工艺流程：热煤气燃烧系统由煤气发生炉、除尘器、隔离水封、热煤气管道、燃烧器（用户）等组成，其关键设备是煤气发生炉。

二、煤制气生产危险分析及安全技术（1）煤的主要危险：自燃、煤尘爆炸温度升高，接近临界温度（70℃左右），进一步引起自燃。

煤气安全基础知识煤气，作为一种重要能源，在我们生活中扮演着重要的角色。

然而，随着人们对煤气使用的不了解，煤气事故频发，给我们的安全造成了极大的威胁。

为了更好地保障我们的生命财产安全，以下是关于煤气安全的基础知识介绍。

一、煤气种类及其使用方法目前市场上比较常见的煤气种类有天然气、液化气（或称瓶装气）和煤气（或称煤制气）。

其中，天然气通常从地下矿藏中提取，纯净度高，燃烧效率高，比较安全；液化气由石油加气分离制成，依靠钢瓶容器贮存，使用较为方便；而煤气属于一种易燃易爆气体，利用煤炭进行加工而成，但因为煤质的不同，燃料杂质较多，容易产生爆炸危险。

在使用煤气时，首先需要先了解家庭的煤气系统，了解管线的位置及标识标识，并确保煤气管道的正常使用和维护。

其次，在取用煤气时，需要注意煤气灶的操作方法和使用说明，以保证煤气的正常燃烧，避免因操作不当导致的意外事故。

二、煤气安全注意点1. 防火意识煤气作为一种易燃易爆的气体，需要注意防火。

首先，煤气灶旁禁止堆放易燃物品，如纸张、布料、塑料等。

其次，使用煤气时，要注意煤气灶的火焰状态，勿让其过大，以免引起火灾。

最后，在燃烧完毕后，务必将火源熄灭，确保安全。

2. 通风煤气是一种无色、无味、有毒的气体，长时间吸入后会产生危害，因此使用时，要确保室内空气流通。

可通过开窗通风、安装排气管道等方式进行空气对流，避免气体累积造成危害。

3. 检查气体泄漏煤气泄漏是煤气事故最常见的原因之一，需要时刻注意。

在使用煤气时，如发现气味异常或者细微气味，应立即关闭煤气阀门，开窗通风，并检查煤气管道是否破裂或泄漏。

如无法判断，应立即拨打专门的煤气事故报警电话，以便得到专业的处理。

4. 维护设备煤气灶、热水器等煤气设备需要定期维修和保养，确保其正常使用。

例如，煤气灶风嘴的积灰会影响燃烧时的气体流量，需要定期清理；热水器水箱存储时间过长也会影响使用效果，需要定期清理水箱；煤气管道和测气仪等装置也需要检修和更换，避免出现问题。

煤气化基础知识一、煤的形成煤是一种固体可燃有机岩。

它是由植物遗体转变而来的大分子有机化合物。

大量堆集的古代植物残体在复杂漫长的生物、地球化学、物理化学作用下，通过不断的繁育、分解、化合、集合后，植物中的碳、氢、氧以二氧化碳、水和甲烷的形式逐步放出而生成含碳较多，含氧较少的成煤植物，再经煤化作用依次形成为：泥炭→褐煤→烟煤→无烟煤→超级无烟煤。

二、煤的元素分析和工业分析：1、煤的元素分析要紧包括：碳、氢、氧、氮、硫五种元素。

●碳是其中的要紧元素。

煤中的碳含量随煤化程度增加而增加。

年轻的褐煤含碳量低，烟煤次之，无烟煤最高。

●氢是煤中的第二大元素，其燃烧时能够放出大量的热量。

煤中的氢含量随煤化程度加深而减少；褐煤最高，无烟煤最低，烟煤居中。

●氧也是组成煤有机质的一个重要元素。

氧元素在煤的燃烧过程中并不产生热量，但能与氢生成水，吸取燃烧热。

是动力用煤的不利元素。

它在煤中的含量随煤化程度的加深而降低。

●氮在煤中的含量比较少，随煤化程度变化不大。

要紧于成煤的植物品种有关。

●硫是煤中的最有害杂质。

燃烧时会生成二氧化硫，它不仅腐蚀金属设备，而且对环境有污染。

硫随成煤植物的品种和成煤条件不同而有较大的变化，与煤化程度关系不大。

2、煤的工业分析：水分、灰分、挥发分、固定碳。

●水分：依照水在煤中的存在状态，人们把煤中水分分为：外在水、内在水、结晶水和化合水。

煤种的水对煤的工业利用和运输差不多上不利的。

在水煤浆制备过程中，内水过高〔8％〕不利于制的高浓度的煤浆。

●灰分：煤中所有的可燃物质完全燃烧后以及煤中的矿物质在高温下产生分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。

这些残渣几乎全部来自于煤中的矿物质。

它的含量也是煤气化的要紧操纵指标之一。

灰分含量越高，相对碳的含量就低，粗渣和飞灰量增大。

灰水处理工号的负担加大。

●挥发分：煤在一定的温度下加热后将分解出水、氢、碳的氧化物和碳氢化合物。

人们把除去分解水后的分解物称作挥发分。

挥发分随煤化程度的增加而降低的规律专门明显。