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由煤、焦炭等固体燃料或重油等液体燃料经干馏、汽化或裂解等过程所制得的气体,统称为人工煤气。
按照生产方法,一般可分为干馏煤气和汽化煤气(发生炉煤气、水煤气、半水煤气等)。人工煤气的主要成分为烷烃、烯烃、芳烃、一氧化碳和氢气等可燃气体,并含有少量的二氧化碳和氮等不可燃气体,热值为16000~24000千焦/立方米。
人工煤气是以煤或重油为主要原料制取的可燃气体,按其生产方式不同可分为以下三种:
1、干馏煤气
将煤隔绝空气加热到一定温度时,煤中所含挥发物开始挥发,产生焦油、苯和煤气,剩留物最后变成多孔的焦炭,这种分解过程称为“干馏”。
2、气化煤气
固体燃料的气化是热化学过程。煤可在高温时伴用空气(或氧气)和水蒸气为气化剂,经过氧化、还原等化学反应,制成以一氧化碳和氧为主的可燃气体,采用这种生产方式生产的煤气,称为气化煤气。
3、油制气
油制气是以石油(重油、轻油、石脑油等)为原料,在高温及催化剂作用下裂解制取。
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煤在高温干馏过程中产生的气体,称之为干馏煤气,常见的有焦炉煤气、伍德炉煤气等。干馏煤气是煤在高温缺氧环境下分解时的产物。煤料在炭化室受热时,首先释放出水蒸气及吸附在煤粒表面的CO2,CH4等气体。当温度升高到200℃以上时,煤开始分解,这时最易分解的短侧链形成了CO2及CO,产率也不高。这一阶段的上限温度及煤气生成量因煤种不同而异,对焦煤来说,终了温度为200~400℃,逸出的煤气量,为正常高温干馏时生成总煤气量的5%~6%。
自400℃左右开始,煤进行剧烈的分解,这时煤气逸出量大大増加。当温度达到500~550℃时,其逸出量为总煤气量的40%~50%,CH4含量高达45~59%,而氢含量较低,为11%~20%,并有较多的重碳氢化合物。在这一阶段内形成的氢是煤的环状化合物脱氢时的产物,而甲烷则是低温焦油内石蜡族碳氢化合物分解作用的结果。因此,这阶段内煤气不仅来自煤的一次热解,而且还来自二次热解,因为焦油已是一次热解产物。
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