气化：德士古煤气化的反应动力学

气化：煤气化的反应动力学气化过程随煤种、反应时间的不同而不同，因此只能做一个简要的叙述。气化反应是气体与焦渣接触而发生的，它的反应历程包括：气体分子自气流向焦渣外壳、灰层扩散，到达未起反应的焦渣表面、内表面而发生气化反应，生成物由里向外扩散流出。1. 碳与氧的燃烧反应碳与氧之间反应，可以生成CO₂和CO，而CO₂或CO与碳反应又可相互转化，氧与CO反应也可生成CO_2,无论是生成哪种物质（氧压高，温度低，生成CO₂的量就多）的反应都是不可逆反应。因此随着温度的升高反应速度加快。氧与碳之间的反应是氧被吸附在碳上进行的。因此，反应速度与氧的覆盖有关。当温度升高，反应速度加快，氧的覆盖度就对反应速度起着决定作用。如果温度可再提高，表面反应速度就更快，决定的因素就是物质传递。此时煤的本身特性对燃烧速度不再产生影响。2. 碳与水蒸汽之间的反应碳与水蒸汽之间的反应产物，除CO和H₂外，还有可能发生的二次反应产物如CO₂ 、CH₄等。CO的生成除主反应C+H₂O＝CO+H₂外，在高温下由于CO₂与碳反应的结果也可能生成。3. 碳与CO₂的反应碳与CO₂的反应是由表面反应速度决定，是由CO₂吸附、生成络合物、发生热分解、解析、生成CO几步组成。因此煤的特性与反应温度有关。煤中灰分组成与孔隙率对表观活化能也有影响。压力的提高会使CO₂的还原反应进行的更为剧烈。4. 生成甲烷的反应碳生成甲烷的过程分为两个阶段。首先是煤热解产物中的新生态碳与氢的快速甲烷化阶段，此阶段时间短但速度很快。热解时生成的碳所遭受的温度对反应活性有重大影响，当温度高于815℃就没有快速生成甲烷阶段。其次是与水蒸汽和碳之间所进行的气化反应同时进行的。可以认为这是高活性碳消失之后所进行的反应，其反应速度要低得多。在气化炉内甲烷的生成是两个独立过程的总结果：一是煤的热解过程；一是煤的气化过程。