合成氨生产原料确定张杰
2024年合成氨要点安全生产(2篇)
2024年合成氨要点安全生产1工艺简述天然气（重要成份为甲烷）经脱硫后与水蒸汽混淆，先进入一段变动炉，在压力3.6MPa、温度834℃和镍系催化剂的感化下，大部分甲烷变动为氢气、一氧化碳和二氧化碳。
然后在二段变动炉引入氛围在炉内焚烧连续举行变动，同时提供氨合成的重要成分氮气。
变动气中的一氧化碳在高、低变更炉中于426℃、224℃和铁系、铜系催化剂感化下与水蒸汽反响天生氢气和二氧化碳。
变更气中的二氧化碳在脱碳塔用苯菲尔溶液吸取，溶液中二氧化碳反复活释出作为副产物。
脱碳气中的一氧化碳、二氧化碳于甲烷化在354℃和镍系催化剂感化下与氢反响天生甲烷和水蒸汽。
末了，氮氢混淆气用合成气压缩机压缩到24MPa送入合成塔，在540℃和铁系催化剂感化下氮氢气举行合成反响，出塔气经冷却使氨冷凝分出即为合成氨产物。
合成氨临盆所用质料（天然气、石脑油、渣油），中心物料（甲烷、氢、一氧化碳）、产物（氨）是易燃、易爆、有毒、有害物质。
2重点部位2.1变动反响炉该炉是合成氨临盆的要害设置装备摆设。
通过它将质料与水蒸汽、氛围反响天生氢、一氧化碳和二氧化碳，并提供合成反响的重要成分之一氮。
在变动反响历程中，如水碳比把持过低会变成转反响管结碳而部分超温烧坏炉管。
某厂曾因此使一段炉管破碎，炉墙烧坏。
对于二段变动炉，在引入氛围历程中喷嘴流速太小或焚烧欠好，会变成烧坏喷嘴和产生爆炸。
另外，临盆历程中质料、燃料的颠簸，也会使变动反响变革敏捷。
因为反响温度高，一旦边幅失灵或有其他失误，就大概涌现反响炉超温烧结催化剂等变乱。
2.2合成气压缩机该机是合成氨装备的要害动设置装备摆设之一。
临盆中及格的氮、氢气，经该机升压至24MPa，送入氨合成塔。
该设置装备摆设是高转速（10479min-1）。
大功率（20973kW）离心式压缩机，动力为高压（10.5MPa）、过热（482℃）蒸汽。
一旦因调速器失灵或操纵不妥，会变成机组喘振或超速而破坏机组。
另外，庞大的帮助油体系，一旦颠簸，也会变成联锁停车、烧瓦直至机组破坏变乱。
合成氨相关知识
合成氨生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。
①天然气制氨。
天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%～0.3%（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。
以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
②重质油制氨。
重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。
空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
③煤（焦炭）制氨。
随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12%。
硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。
液氨常用作制冷剂。
合成氨的工艺流程1原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。
对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；2净化对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程①一氧化碳变换过程在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。
合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。
变换反应如下：CO+H2O→H2+CO2=-41.2kJ/mol0298HΔ由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。
第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。
因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。
合成氨的生产工艺流程
合成氨的生产工艺流程合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农药、肥料、塑料等行业。
合成氨的制备是一项复杂的过程，涉及到多个化学反应和工艺步骤。
本文将介绍合成氨的生产工艺流程，并逐步解析其中的关键步骤和反应。
1. 原料准备1.1 天然气处理在合成氨的生产中，最常用的原料是天然气。
天然气中主要含有甲烷，须进行处理以消除其中的杂质。
天然气处理的关键步骤包括脱除硫化物、脱除中烃和脱除水蒸气等。
其中，脱除硫化物通常采用吸收剂法，通过与氢气反应将硫化氢转化为硫，从而降低硫化物的含量。
1.2 空气压缩合成氨的制备过程中需要大量的氢气和氮气。
氮气可通过空气经过压缩和分离获得。
这一步骤主要是将空气压缩至一定压力，然后通过分离装置将其中的氧气和氩气分离出来，得到纯净的氮气。
1.3 氢气制备氢气是合成氨的重要原料，可通过水蒸气重整和空气分离等方法制备。
水蒸气重整是指将甲烷与水蒸气反应产生氢气和一氧化碳的过程。
空气分离则是利用空气中氧气和氮气的不同沸点进行分离，得到纯净的氢气。
2. 氨合成2.1 催化剂制备氨的合成反应需要使用特定的催化剂，最常用的催化剂是铁-铝催化剂。
铁-铝催化剂制备方法主要包括混合沉积法和干法混合沉积法等。
混合沉积法是将铁盐和铝盐混合溶解后沉积得到催化剂，干法混合沉积法则是将铁盐和铝盐直接混合后进行焙烧得到。
2.2 反应器设计合成氨的反应器可采用固定床反应器或流化床反应器。
固定床反应器是将催化剂填充在反应器中，通过氢气和氮气的通入进行反应。
流化床反应器则是将催化剂悬浮在气流中，通过流化床底部的分配装置和氢气、氮气的通入进行反应。
2.3 反应条件合成氨的合成反应需要在一定的温度、压力和催化剂的存在下进行。
通常情况下，合成氨反应的温度约为350-450°C，压力约为200-300atm。
此外，还需要在反应器中加入适量的惰性气体（如氦气）以稀释氢气和氮气，以减少反应的热量和危险性。
2.4 反应过程合成氨的合成反应是一个多步骤的复杂过程。
合成氨合成工艺流程
合成氨合成工艺流程
《合成氨合成工艺流程》
合成氨是一种重要的化工原料，广泛用于化肥、烟火药剂、医药品和塑料等工业生产中。
合成氨的工业生产是通过哈贝-博
斯曼过程进行的，下面将介绍合成氨的合成工艺流程。
首先，合成氨的生产原料主要是空气和天然气。
其中，空气中的氮气和氧气可以通过分离技术获取，而天然气中的甲烷则是氢气的主要来源。
合成氨的工艺流程大致分为三个主要步骤：氮气和氢气的制备、氮气和氢气的混合和反应、氨气的分离和提纯。
第一步，氮气和氢气的制备。
首先，空气被压缩，经过脱水和冷却后，氮气和氧气被分离出来。
然后，从天然气中分离出甲烷，并进行蒸汽重整反应，生成一定比例的氢气。
第二步，氮气和氢气的混合和反应。
经过精确比例的混合后，氮气和氢气进入催化剂反应器进行反应。
在高温高压下，氮气和氢气发生化学反应生成氨气。
第三步，氨气的分离和提纯。
合成的氨气含有大量的副产物和杂质，需要进行分离和提纯。
通过压缩、冷却、吸附等工艺，将氨气中的杂质和副产物去除，最终得到纯净的合成氨。
以上就是合成氨的工艺流程，通过这一连续的工艺流程，可以
高效地生产出合成氨，满足工业生产的需求。
合成氨的工艺流程是化学工程领域的重要研究课题，对于提高生产效率和减少能源消耗具有重要意义。
合成氨的工艺流程
合成氨的工艺流程1. 原料准备：合成氨的原料是氮气和氢气。
氮气通常是从空气中提取，而氢气则是通过蒸汽重整或其他化学反应得到。
这两种气体需要经过净化和压缩处理以确保其纯度和适当的压力。
2. 氮氢混合：氮气和氢气按照一定的比例混合到合成氨反应器中。
通常情况下，氮气和氢气的摩尔比是3:1，经过混合后形成氢气和氮气的混合气体。
3. 合成氨反应：混合气体经过压缩以提高反应速率，并在高温（通常在400-500摄氏度）和高压（通常在100-250大气压）下进入合成氨反应器。
在反应器中，混合气体经过催化剂的作用，发生一系列的化学反应，最终生成合成氨。
4. 分离和提纯：合成氨反应产物中还包含未反应的氮气和氢气，以及少量的副产物。
通过冷凝和减压操作，将未反应的气体和副产物从合成氨中分离出来。
之后，通过蒸馏或其他分离技术提纯合成氨，以得到符合工业标准的合成氨产品。
5. 储存和运输：合成氨产品可以被存储在压力容器中，并通过管道或其他方式进行运输到需要的地方，用于化肥生产或其他工业应用。
以上是合成氨的基本工艺流程，工艺中还有一些细节操作和工艺条件的优化，以确保合成氨的产率和纯度达到要求。
合成氨是一种重要的工业气体，广泛用于农业和工业领域。
它通过哈贝-玻斯过程（Haber-Bosch process）进行生产。
这个过程是由德国化学家弗里茨·哈贝和卡尔·博世于20世纪初发现的，如今，仍然是工业生产合成氨的主要方法。
在合成氨的工艺流程中，反应器是一个关键的组成部分。
工业上通常使用固定床催化剂反应器，其在高压和高温下通过催化剂的作用来促进氮气和氢气之间的反应。
这个过程对反应条件的要求极为严格，既要求高温高压，又要求催化剂的有效性和稳定性。
随着全球工业化的不断发展，对合成氨生产过程的节能减排和工艺的优化也提出了更高的要求。
在现代的合成氨生产过程中，节能减排已经成为了一个重要的发展趋势。
通过改进反应条件和提高生产效率，减少能源消耗，降低碳排放已经成为了工业化生产合成氨的重要目标。
合成氨原料气的制备方法
合成氨原料气的制备方法合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于合成尿素、硫酸铵、硝酸铵等农业肥料的生产中，同时也是用于生产合成纤维、合成塑料、合成染料等化工产品的重要原料。
合成氨的制备方法主要有两种，分别是哈伯－玻苏曼法和氮氢氧化物还原法。
1.哈伯－玻苏曼法哈伯－玻苏曼法是最常用的工业合成氨的方法，其主要反应是氮气和氢气在高温高压条件下通过催化剂合成氨。
具体步骤如下：(1)空气的预处理：将气源空气经过压缩、过滤、去除水分和二氧化碳等处理后，进入空气分离机，将氮气与氧气分离。
(2)硝氧化：对分离出来的氮气进行硝化反应，将氮气转化为二氧化氮。
通过将氮气与氧气在高温高压条件下经过氧化催化剂的催化作用，生成二氧化氮。
(3)合成氨反应：将已经生成的二氧化氮与氢气混合，并通过冷凝和压缩等操作，将混合气体送入空气反应器中。
在高温高压条件下，通过铁-铁-铁铬催化剂的作用，二氧化氮与氢气发生反应，生成氨气。
2.氮氢氧化物还原法氮氢氧化物还原法是一种相对新的合成氨方法，其原理是将氮气和氢气通过一系列反应和催化作用转化为合成氨。
(1)氮气的预处理：与哈伯－玻苏曼法相似，将气源空气经过处理，将氮气与氧气分离。
(2)硝化反应：将分离出来的氮气与氧气在高温高压条件下经过氧化催化剂的催化作用，生成二氧化氮。
(3)氮氧化物的催化还原：将二氧化氮经过一系列反应步骤，包括氧化、还原和催化等多个阶段的循环反应。
氧化阶段是将二氧化氮与空气中的氧气经过催化剂的作用，部分转化为三氧化二氮。
还原阶段是将三氧化二氮与氢气在高温高压条件下反应，生成亚氮化合物。
催化阶段则是将亚氮化合物经过合适的催化剂作用，转化为氨气。
这两种方法中，哈伯－玻苏曼法是目前工业上最常用的方法，其具有规模大、成本低的优势。
氮氢氧化物还原法则相对较新，其具有可持续发展的潜力，在节能减排、降低工艺复杂度等方面具有一定优势。
随着科技的不断进步，相信合成氨制备方法将会得到更多的改进和创新。
30万吨合成氨流程
30万吨合成氨流程合成氨是一种重要的化学原料，广泛用于制造农药、化肥、染料等。
本文将介绍一个30万吨合成氨的流程，用于说明如何大规模生产合成氨。
首先，合成氨的主要原料是氮气和氢气。
氮气是从空气中提取的，而氢气可以通过水电解或蒸汽重整产生。
这两种气体在合成氨流程中需要通过压缩、处理和净化，以保证其质量和纯度。
在合成氨的制造过程中，通常采用哈伯-博士过程。
该过程基于氮气通过催化剂高温和高压的条件下与氢气反应生成氨气。
这个过程可以分为三个主要的步骤：氢气制备、氮气压缩和氨气制备。
氢气制备是合成氨流程的第一步。
氢气可以通过蒸汽重整工艺制备。
首先，将天然气通过蒸汽重整反应器，在高温和高压的条件下与水蒸气反应，产生一氧化碳和氢气。
然后，通过水煤气变换反应，将一氧化碳和水反应生成二氧化碳和氢气。
最后，通过氢气净化系统，去除其中的杂质物质。
氮气压缩是合成氨流程的第二步。
气体压缩是为了满足高温和高压反应条件，所以一般采用多级压缩机来对氮气进行压缩。
在压缩过程中，需要考虑到气体的温度和压力控制，以防止过度压缩或过热。
氨气制备是合成氨流程的最后一步。
合成氨通常采用催化剂反应器来进行。
在催化剂床中，氮气和氢气经过高温高压反应生成氨气。
这个反应是可逆的，所以需要通过改变反应条件（温度、压力和催化剂），以达到最高的氨收率。
随着氨气的生成，需要通过冷却和净化系统来处理氨气。
冷却系统用于降低氨气的温度，以减少其对设备的腐蚀。
净化系统用于去除氨气中的杂质，以保证产品的质量。
最后，生成的氨气需要经过分离和储存系统进行处理。
分离系统将氨气和未反应的氮气分离开来，以便进一步利用。
储存系统将氨气储存起来，以便后续的运输和销售。
综上所述，30万吨合成氨流程主要包括氢气制备、氮气压缩、氨气制备、冷却和净化、分离和储存等步骤。
这个流程需要高温高压的反应条件和复杂的设备，以保证合成氨的质量和纯度。
通过大规模生产合成氨，可以满足农业、化工和其他行业对氨的需求，为社会经济的发展做出贡献。
合成氨工艺步骤
合成氨工艺步骤氨（NH₃）可是个很重要的化工产品呢。
合成氨就是把氮气（N₂）和氢气（H₂）在一定的条件下变成氨的过程。
这个过程就像是一场神奇的魔法，要把两种气体变成一种新的物质。
1、原料气的制备氮气的获取相对来说比较简单。
空气中氮气的含量可高啦，大概有78%呢。
可以通过空气分离的方法得到氮气。
就像把空气这个大蛋糕切开，把氮气这块单独拿出来。
氢气的制备就有点复杂啦。
一般可以用化石燃料（像煤、天然气等）来制取。
比如说用天然气制取氢气，主要是通过和水蒸气发生反应。
这个反应就像是天然气和水蒸气在玩一场化学反应的游戏，反应方程式是CH₄ + H₂O→CO+3H₂，这里面一氧化碳（CO）还可以继续和水蒸气反应，CO + H₂O→CO₂+H₂，这样就能得到更多的氢气啦。
2、原料气的净化制得的原料气里面有很多杂质，这些杂质就像是调皮的小捣蛋鬼，如果不把它们除掉，会影响合成氨的反应。
比如说有硫化物，硫化物要是在反应里，就会让催化剂中毒，就像给催化剂吃了毒药一样，让它没办法好好工作了。
所以要通过脱硫等净化手段把硫化物除掉。
还有二氧化碳（CO₂）也得除掉。
可以用吸收的方法，就像用一块神奇的海绵把二氧化碳吸收掉。
常见的吸收剂有氨水等，反应方程式是2NH₃ + CO₂→(NH₄)₂CO₃，这样二氧化碳就被除掉啦。
3、氨的合成净化后的氮气和氢气按照1:3的比例混合，这个比例可不能乱哦，就像做蛋糕要按照配方来一样。
然后把混合气体送到合成塔里面。
在合成塔里，反应条件可是很苛刻的。
要有高温、高压，还有催化剂。
一般温度在400 - 500℃左右，压力在10 - 30MPa左右，催化剂常用铁催化剂。
在这样的条件下，氮气和氢气就开始发生反应啦，反应方程式是N₂ + 3H₂⇌2NH₃。
这个反应是可逆反应呢，就像两个人在拔河，一会儿向左，一会儿向右，不过在这样的条件下，反应会朝着生成氨的方向进行。
4、氨的分离从合成塔出来的混合气体里面有氨、氮气和氢气。
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①碳和氧的反应
实践证明：
Ⅰ、在温度高于1000℃时，燃烧产物主要是CO、在500℃
以下时主要是CO２，
Ⅱ、温度低于775℃ ，属动力学控制；
Ⅲ、温度高于900℃ ，扩散控制加剧。
②碳和水蒸气的反应
实践证明：
Ⅰ、t＝400℃～1100℃ ，属动力学控制；
Ⅱ、t大于1100℃ ，属扩散控制。
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（1）温度
氨的合成需要H2：N2为3:1的原料气，要 求造气制得的煤气中有效气成分与氮气比例为 （3.1—3.2）：1，这就是通常所说的半水煤 气。
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（一）固体燃料气化法
工业上用气化剂对煤或焦炭进行热加工，将 碳转换为可燃性气体的过程，称为固体燃料 的气化。气化所得的可燃性气体通称为煤气 ⑴空气煤气：以空气为汽化剂制得的煤气。 主要成分为 N2+CO(CO2) ⑵水煤气：以水为气化剂,主要成分为H2+CO ⑶混合煤气：以空气和水为汽化剂所得煤气。 ⑷半水煤气：以适量空气（或富氧空气）和 水蒸汽作为气化剂，所得气体的组成符合 （CO+H2)/N2=3.1～3.2(摩尔比)以能满足 生产合成氨对氢氧比的要求.
由图可知：压力一定、温度升高时，H2及CO含量增 加；CO2及CH4等减小。
由上述热力学和动力学分析可知，温度必须在900℃以 上才有满意的气化速度，且H2、CO含量较高，一般操作 温度在1100℃以上。近年来新工艺采用1500~1600℃ 进行气化，使生产强度大大提高。
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（2）压力
温度一定、压力升高时，H2及CO含量增加；CO2 CH4等减小；降低压力有利于提高CO和H2的平衡浓度， 但加压有利于提高反应速率并减小反应体积，目前气化一 般采用2.5~3.2MPa，其CH4含量较常压高些。
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⑶固定床连续式气化制水煤气
固定床连续式气化制水煤气法由德国鲁奇公司开发。燃 料块状煤或焦炭由炉顶定时加入，气化剂为水蒸气和纯氧混 合气，在汽化炉中同时进行碳与氧的燃烧放热反应和碳与蒸 汽的气化吸热反应，调H2O/O2比例，就可连续制气，生产强 度较高，且煤气质量稳定。但因煤气中CH4和CO2含量高，CO 含量低，一般作城市煤气。
合成氨生产原料的确定
小组成员：骆骁 张杰华 包二 刘灿 刘江霞
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一、 合成氨生产条件的比较
目前，合成氨的生产方法主要有固体燃料 气化法（煤或焦炭的气化），烃类蒸汽转化法 （天然气，石脑油），重油部分氧化法。由于 合成氨原料气中的氮气容易取得，所以原料气 的制备主要是制取氢气，而CO在变换过程能 产生同体积的氢气，因此把原料气中的CO和 H2看作有效气体成分。
由反应原理可知：碳与水蒸气的反应为吸热反
应，而碳与空气的反应为放热反应，如果控制空气
和水蒸气的比例，使碳与空气反应放出的热量等于
碳与水蒸气反应所需的热量，则制气过程可以维持
自热运行，但生产的气体a组成难以满足要求。
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2.固体燃料气化法的条件分析
固体燃料中的碳和汽化剂在煤气发生炉中所进 行的反应属于气固相系统的多相反应。其反应速度的 大小不仅与碳和汽化剂的化学反应速度有关，同时还 受汽化剂向碳的表面扩散速度的影响。
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吹风 → 蒸汽吹净 → 一次上吹制气→下吹制气
（空气↑） （蒸汽↑） （蒸汽↓）
→二次上吹制气→空气吹净
（蒸汽↑）
（空气↑）
煤气发生炉内，燃 料层自上而下分为： 干燥区、 干馏区
还原区和氧化区、顺序和 开启时间达到制气的目的-气体组成及热量的 利用。间歇法制气非制气时间较多，生产强 度低，而且阀门开关频繁，阀件易损坏，故 工艺落后。优点是不用纯氧只用空气，生产 成本和投资费用低。
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4.固体燃料气化法生产合成氨工艺流程图
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1.固体燃料气化的基本原理
CC O O 12 O 2 C CO2 O H H0 0 3 283.. 28 kk J9 // mm oJ l 3
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C 1 2 O 2 CO H 0 1.1 6 k0 /J mo
C C 2 C OO H 0 1 . 3 k 7 / m J 2 2
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（3）水蒸气和氧气的比
氧的作用是与煤燃烧放热供给水蒸气与煤的气 化反应，H2O/O2比值对温度和煤气组成有影响，其 比值要依据采用煤气化生产方法而定。
（4）吹风速度
提高炉温的主要手段是提高入炉空气量。入炉空气量是
由吹风速度和吹风时间来决定的。在氧化层中，碳的燃烧速 度很快，属于扩散控制。所以提高吹风速度，有利于碳的燃 烧反应，还可缩短二氧化碳与灼热碳层的接触时间，以减少 一氧化碳的生成量，从而减少了热损失，增加了炉内的蓄热 量。在入炉空气量一定的情况下，提高吹风速度，还可以延 长制气时间，有利于提高煤气发生炉的生产能力。但吹风速 度过大，将导致吹出物量增加，燃料损失加大，严重时，出 现风洞甚至吹翻，造成气化条件恶化。
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3.固体燃料气化法的生产方法及主要设备
⑴生产方法分类
煤气化过程需要吸热和高温，工业上采 用燃烧煤来实现。气化过程按操作方式分为： 间歇式和连续式，前者的工艺较后者落后， 现正在被淘汰。现一般按采用的反应器类型 分为：固定床（移动床）、流化床、气流床 和熔融床。前三种以被工业生产采用，而熔 融床处于中试阶段。
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⑷气流床连续式气化制水煤气
强烈返混和气化，强化了传热和传质，水煤浆在炉中仅停 留5~7S，液态排灰。当压力为4MPa时，出口气的体积组成为 CO44~51%,H235~36%,CO213~18%，CH40.1%.碳转化率达97~99%。 回收高温出口气显热的方式有废热锅炉式和冷激式（氨厂采 用）。
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⑵间歇式制取半水煤气的工作循环及设备
固定床间歇式气化制半水煤气的操作方式为燃 烧与制气分阶段进行，所用设备称煤气发生炉。炉 中填满块状煤或焦炭，首先吹入空气使煤完全燃烧 生成CO2并放出大量的热,使煤层升温，烟道气放空； 待煤层温度达1200℃左右，停止吹风，转吹水蒸气， 与高温煤层反应，生成CO、H2等气体，制成水煤 气，送入气柜。气化吸热使煤层温度下降，当降至 950℃时，停止送蒸汽，重新进行燃烧阶段。如此 交替操作，完成制气。