水煤气

水煤气

1、简介

水煤气是水蒸气通过炽热的焦炭而生成的气体，主要成份是一氧化碳，氢气，燃烧后排放水和二氧化碳，有微量CO、HC和NO X。燃烧速度是汽油的7.5倍，抗爆性好，据国外研究和专利的报导压缩比可达12.5。热效率提高20－40%、功率提高15%、燃耗降低30%，尾气净化近欧IV标准，还可用微量的铂催化剂净化。比醇、醚简化制造和减少设备，成本和投资更低。压缩或液化与氢气相近，但不用脱除CO，建站投资较低。还可用减少的成本和投资部分补偿压缩（制醇醚也要压缩）或液化的投资和成本。有毒，工业上用作燃料，又是化工原料。

向固定床煤气化炉交替通入空气和水蒸气，制得的煤气。其组成大致为：CO25%、H250%，CO40%，N25%。以空气和水蒸气的混合气，连续通入气化炉，在高温下进行煤气化反应。调节空气与水蒸气的比例，气化炉可以自热运行，制得的煤气称为发生炉煤气。其组成大致为：CO25.5%，CO29%，H210.5%，N255%。发生炉煤气氮含量很高，不适于作合成氨原料气，但可以和水煤气掺混使用。也可以直接作为低热值燃料煤气或作为城市煤气的掺混气。

2、制作方法

将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气（主要成分是CO和H2），现象为火焰腾起更高，而且变为淡蓝色（氢气和CO燃烧的颜色）。

C+H2O===(△)CO+H2。这就是湿煤比干煤燃烧更旺的原因。

煤气厂常在家用水煤气中特意掺入少量难闻气味的气体，目的是CO和H2

为无色无味气体，当煤气泄漏时能闻到及时发现。甲烷和水也可制水煤气：CH4+H2O===CO+3H2

另：

一种低热值煤气。由蒸汽与灼热无烟煤或焦炭作用而得。主要成分为氢气与一氧化碳，也含有少量二氧化碳和氮气和甲烷等组分；各组分含量取决于所用原料及气化条件。主要用作合成氨和合成液体燃料等的原料，或作为工业燃料气的补充来源。

工业上，水煤气生产一般采用间歇周期式固定床生产技术。炉子结构采用UGI气化炉型式。在气化炉中碳与蒸汽主要发生如下水煤气反应：

C+2H2O===（高温）CO2+2H2

以上反应均是吸热反应，因此必须向气化炉内供热。一般先送空气入炉，烧掉一部分燃料，将热量蓄存在燃料层与蓄热室里，然后将蒸汽通入灼热燃料层进行反应。由于反应吸热，燃料层及蓄热室温度下降到一定温度时，又重新送空气入炉升温，如此循环。当任务是生产燃料气时，为提高煤气热值，有时提高出炉煤气温度，借以向热煤气里喷入油类，使油类裂解，即得所谓增热水煤气。

3、用途

气体燃料的一种。主要成分是氢和一氧化碳。由水蒸气和炽热的无烟煤或焦炭作用而得。工业上大多用蒸气和空气轮流吹风的间歇法，或用蒸气和氧一起吹风的连续法。热值约为10500千焦/标准立方米。此外，尚有用蒸气和空气一起吹风所得的“半水煤气”。可作为燃料，或用作合成氨、合成石油、有机合成、氢气制造等的原料。可用喷射式无焰烧嘴进行燃烧，空气和煤气不用预热。

4、安全隐患

但水煤气存在着许多隐患，水煤气发生炉长期运行后极易产生大量硫化氢、焦油、酚水等污染物，影响半径达500米，对农作物、空气环境和人体等都有较大的损害。它产生的多种废气和恶臭，会引起人头痛、头晕，居民难以承受。此外，由于水煤气主要由一氧化碳、氢气等易燃气体组成，一旦泄漏，则极可能发生爆炸和中毒，造成群死群伤事件。

对于水煤气中的硫化氢，在其后煤气燃烧后会转化为二氧化硫和水，因此，在燃煤气的炉窑中燃烧后尾气中有二氧化硫，需要脱硫处理，但是时下使用的较少。

另：

一种低热值煤气。由蒸汽与灼热的无烟煤或焦炭作用而得。主要成分为氢气和一氧化碳，也含有少量二氧化碳、氮气和甲烷等组分；各组分的含量取决于所用原料及气化条件。主要用作合成氨、合成液体燃料等的原料，或作为工业燃料气的补充来源。

工业上，水煤气的生产一般采用间歇周期式固定床生产技术。炉子结构采用UGI气化炉的型式。在气化炉中，碳与蒸汽主要发生如下的水煤气反应：

CO+H2O===（高温、催化剂）CO2+H2

以上反应均为吸热反应，因此必须向气化炉内供热。通常，先送空气入炉，烧掉部分燃料，将热量蓄存在燃料层和蓄热室里，然后将蒸汽通入灼热的燃料层进行反应。由于反应吸热，燃料层及蓄热室温度下降至一定温度时，又重新送空气入炉升温，如此循环。当目的是生产燃料气时，为了提高煤气热值，有时提高出炉煤气温度，借以向热煤气中喷入油类，使油类裂解，即得所谓增热水煤气。

5、后记

近几年来，正在开发高温气冷堆的技术，用氦为热载体将核反应热转送至气化炉作为热源，以生产水煤气。