固定床氣化，可以使用劣質煤氣化，原料為塊煤。
基本介紹
工藝簡介,技術發展,工藝分類,常壓發生爐,移動床氣化爐,
工藝簡介
以塊煤（10～50mm）為原料，先進的固定床氣化工藝以魯奇移動床加壓氣化為代表，其主要優點包括：可以使用劣質煤氣化；加壓氣化生產能力高；氧耗量低，是目 前三類氣化方法中氧耗量最低的方法；魯奇爐是逆向氣化，煤在爐內停留時間長達1h，反應爐的操作溫度和爐出口煤氣溫度低，碳效率高、氣化效率高。雖然魯苛 氣化工藝優點很多，但由於固定床氣化只能以不粘塊煤為原料，不僅原料昂貴，氣化強度低，而且氣－固逆流換熱，粗煤氣中含酚類、焦油等較多，使淨化流程加 長，增加了投資和成本。
技術發展
常壓固定床煤氣化技術是 以空氣、蒸氣、氧為氣化劑，將固體燃料轉化成煤氣的過程。自1882年第一台常壓固定床煤氣發生爐在德國投產以來，該項技術不斷得到完善。由於技術成熟可 靠，投資少，建設期短，在國內外仍廣泛使用。在冶金、建材、機械等行業用於製取燃氣。在中小型合成氨廠用於製取合成氣。但可以預計，由於生產技術不斷更 新，企業生產規模的不斷擴大，裝置大型化，這種氣化技術由於對原料要求嚴格，生產能力小，能耗高等缺點隨著時間的推移終將被淘汰。
常壓固定床氣化生成煤氣的有效成分主要有H2、CO和少量CH4,用於合成氨生產的半水煤氣中的氮也是有效成分。用作燃料的煤氣以單位發熱量來衡量，而用作合成氣則以CO和H2的體積百分含量來表示。 工業煤氣一般分為空氣煤氣、混合煤氣（發生爐煤氣）、水煤氣、半水煤氣和中熱值煤氣。
常壓固定床氣化生成煤氣的有效成分主要有H2、CO和少量CH4,用於合成氨生產的半水煤氣中的氮也是有效成分。用作燃料的煤氣以單位發熱量來衡量，而用作合成氣則以CO和H2的體積百分含量來表示。 工業煤氣一般分為空氣煤氣、混合煤氣（發生爐煤氣）、水煤氣、半水煤氣和中熱值煤氣。
工藝分類
常壓發生爐
常壓發生爐煤氣生產工藝
常壓移動床氣化工藝是比較古老的，套用非常普遍的氣化方法。其特點是：整個氣化過程是在常壓下進行的；在氣化爐內，煤是分階段裝人的，隨著反應時間的延長，燃料逐漸下移，經過前述的乾燥、乾餾、還原和氧化等各個階段，最後以灰渣的形式不斷排出，而後補加新的燃料；操作方法有間歇法和連續氣化法；氣化劑一般為空氣或富氧空氣，用來和碳反應提供熱量，水蒸氣則利用該熱量和碳反應，自身分解為氫氣、一氧化碳、二氧化碳和甲烷等氣體。
（一）發生爐煤氣種類發生爐煤氣根據使用氣化劑和煤氣的熱值不同，一般可以分為空氣煤氣、混合煤氣、水煤氣、半水煤氣等。
（二）制氣原理
1 ．空氣煤氣空氣煤氣是發生爐煤氣最簡單的生產工藝。它以空氣作為氣化燃料，主要的化學反應如下：
C + 02 = CO2 — 394 . IkJ / mol
C + CO2= 2CO + 173 . 3kJ / mol
從發生爐底部通人的空氣氣化劑中的氧在爐內氧化層與熾熱的炭作用，理想情況下只生成二氧化碳，並放出大量的熱。二氧化碳熱氣體上升到還原層，繼續與碳作用發生還原作用，生成一氧化碳，並吸收一定的熱量。一氧化碳是空氣煤氣的主要可燃成分。
從化學反應的平衡角度來看，隨著溫度的升高，有利於促進1吸熱反應式的進行，因而生成氣體中一氧化碳含量增加；而溫度升高，對2 放熱反應式是不利的，因此，氣體中二氧化碳的含量降低，當溫度超過 900 ℃ 時，氣體中的二氧化碳含量甚少。
從化學反應的速度來看， 在超過 900 ℃ 後，碳的燃燒反應式1的速度極快，屬於擴散控制，即氧氣向固體顆粒表面的擴散決定了燃燒反應的總速度，因而，增加氣體流速與減小固體顆粒的粒徑有助於提高 燃燒速度，其中以提高氣流速度最為有效。對碳與二氧化碳的反應式2而言，其速度要遠遠低於碳的燃燒反應，在 2000 ℃ 以下屬於化學反應控制，隨著溫度的提高，達到相同一氧化碳含量所需要的時間縮短，即反應速度提高。將上述兩個反應相加可以得到氣化區總反應方程如下：
C + 0 . 502 = CO - 110 . 4kJ / mol
由上述總反應方程可見，空氣煤氣的主要有效成分為一氧化碳。在第二章對空氣煤氣進行計算的結果知道，即使在理想氣化條件下，製取空氣煤氣的氣化效率也只有 69 . 3 % , 煤氣的熱值 44ogkJ / m " ，而理想空氣煤氣中的有效成分一氧化碳只有 34 . 7 % ，其餘的 65 . 3 %為氮氣。
上述分析結果是在理想條件下得出的，氣化的是純碳，反應完全，即使在理想條件下，轉人煤氣中的熱能也不會超過碳所提供總熱能的69 , 3 %。實際生產中，由於有煤料的夾帶損耗，實際氣化效率達不到上述計算指標，但它可以反映實際氣化過程和理想過程之間的差距。
空氣氣化過程中放出大量的熱量，而吸收熱量的反應主要 是二氧化碳的還原反應，此外還有氣化過程的散熱損耗，這會使得爐內熱量積聚，料層和煤氣溫度升得較高，存在易結渣而適宜採用液態排渣的氣化爐、煤氣熱值 低、出口溫度高、氣化效率低等問題，這就大大限制了其在工業上的套用。目前使用不很普遍，但是它是研究其他氣化工藝的基礎。
（一）發生爐煤氣種類發生爐煤氣根據使用氣化劑和煤氣的熱值不同，一般可以分為空氣煤氣、混合煤氣、水煤氣、半水煤氣等。
（二）制氣原理
1 ．空氣煤氣空氣煤氣是發生爐煤氣最簡單的生產工藝。它以空氣作為氣化燃料，主要的化學反應如下：
C + 02 = CO2 — 394 . IkJ / mol
C + CO2= 2CO + 173 . 3kJ / mol
從發生爐底部通人的空氣氣化劑中的氧在爐內氧化層與熾熱的炭作用，理想情況下只生成二氧化碳，並放出大量的熱。二氧化碳熱氣體上升到還原層，繼續與碳作用發生還原作用，生成一氧化碳，並吸收一定的熱量。一氧化碳是空氣煤氣的主要可燃成分。
從化學反應的平衡角度來看，隨著溫度的升高，有利於促進1吸熱反應式的進行，因而生成氣體中一氧化碳含量增加；而溫度升高，對2 放熱反應式是不利的，因此，氣體中二氧化碳的含量降低，當溫度超過 900 ℃ 時，氣體中的二氧化碳含量甚少。
從化學反應的速度來看， 在超過 900 ℃ 後，碳的燃燒反應式1的速度極快，屬於擴散控制，即氧氣向固體顆粒表面的擴散決定了燃燒反應的總速度，因而，增加氣體流速與減小固體顆粒的粒徑有助於提高 燃燒速度，其中以提高氣流速度最為有效。對碳與二氧化碳的反應式2而言，其速度要遠遠低於碳的燃燒反應，在 2000 ℃ 以下屬於化學反應控制，隨著溫度的提高，達到相同一氧化碳含量所需要的時間縮短，即反應速度提高。將上述兩個反應相加可以得到氣化區總反應方程如下：
C + 0 . 502 = CO - 110 . 4kJ / mol
由上述總反應方程可見，空氣煤氣的主要有效成分為一氧化碳。在第二章對空氣煤氣進行計算的結果知道，即使在理想氣化條件下，製取空氣煤氣的氣化效率也只有 69 . 3 % , 煤氣的熱值 44ogkJ / m " ，而理想空氣煤氣中的有效成分一氧化碳只有 34 . 7 % ，其餘的 65 . 3 %為氮氣。
上述分析結果是在理想條件下得出的，氣化的是純碳，反應完全，即使在理想條件下，轉人煤氣中的熱能也不會超過碳所提供總熱能的69 , 3 %。實際生產中，由於有煤料的夾帶損耗，實際氣化效率達不到上述計算指標，但它可以反映實際氣化過程和理想過程之間的差距。
空氣氣化過程中放出大量的熱量，而吸收熱量的反應主要 是二氧化碳的還原反應，此外還有氣化過程的散熱損耗，這會使得爐內熱量積聚，料層和煤氣溫度升得較高，存在易結渣而適宜採用液態排渣的氣化爐、煤氣熱值 低、出口溫度高、氣化效率低等問題，這就大大限制了其在工業上的套用。目前使用不很普遍，但是它是研究其他氣化工藝的基礎。
移動床氣化爐
移動床又叫固定床。移動床是一種較老的氣化裝置。燃料主要有褐煤、長焰煤、煙煤、無煙煤、焦炭等，氣化劑有空氣、空氣-水蒸氣、氧氣-水蒸氣等，燃料由移動床上部的加煤裝置加入，底部通入氣化劑，燃料與氣化劑逆向流動，反應後的灰渣由底部排出。
當爐料裝好進行氣化時，以空氣作為氣化劑，或以空氣（氧氣、富氧空氣）與水蒸氣作為氣化劑時，爐內料層可分為六個層帶，自上而下分別為： 空層、乾燥層、乾餾層、還原層、氧化層、灰渣層，氣化劑不同，發生的化學反應不同。由於各層帶的氣體組成不同，溫度不同，固體物質的組成和結構不同，因此反應的生成物均有一定的區別。各層帶在爐內的主要反應和作用都不同。
