煤的气化 

与常规燃烧工艺并存的技术是把煤转化为另一种燃料形式，即气体和液体燃料燃烧。从能量转换的角度来讲，煤的气化技术是把固体（煤）的化学能转换成易于利用的气体的化学能的过程。煤的气化反应可分成：煤的热分解即干馏，以及随后的炭（或焦炭）的气化反应。干馏气体大部分是甲烷和氢： 

然后，炭与作为气化剂的空气、氧气、水蒸气和氢进行反应，产生的气体又相互反应。 

（1）氧化燃烧（与氧反应）

        C+O₂ －> CO₂ （2-1） 

        C+1/2O₂－>CO（2-2） 

（2）蒸汽转化（与水蒸气反应） 

        C+H₂O－>CO+H₂（2-3） 

        C+2H₂O－>CO₂+2H₂ (2-4) 

        CO+H₂O－>CO₂+H₂（2-5） 

（3）甲烷化（与氢反应）

        C+2H₂－>CH₄ （2-6）

        CO+3H₂－>CH₄+H₂O （2-7） 

（4）还原反应 

        C+CO₂－>2CO（2-8） 

煤的气化反应比较复杂，在气化炉内先后或同时发生氧化燃烧、还原、转化、甲烷化反应。式（2-3）、式（2-5）、式（2-8）为吸热反应，余为放热反应。式（2-3）是煤气化的主反应之一。式（2-4）是式（2-3）的副反应，温度高于1 000 ℃时可以忽略，式（2-5）为一氧化碳变换反应，只有在催化剂存在下才以显著的速率进行，式（2-6）、式(2-7)在加压气化下较为重要。 

煤的气化有3种可能的应用途径，如图2-1所示。 

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 由此可见，将煤与空气和水蒸气（在大气压下）起反应，所得的煤气热值大约在4.7～5.6 MJ/m³，这主要是因为有大量的起稀释作用的氮气存在于煤气中的缘故。这样的煤气热值很低（例如发生炉煤气），能直接用于工业上作气体燃料。 

将煤与氧-水蒸气混合物起反应，所得气态产物主要是一氧化碳和氢（还有少量CO₂），其热值大约是11.2～13.0 MJ/m³。这种煤气可用于化学工业上（合成煤气）的后处理以制造氨、甲醇等，或者也可作为合成天然气的组分之一，以供民用。 

当在高压下用水蒸气和氧进行煤气化时，会生成甲烷。通过催化甲烷化的过程会产生更多甲烷，而最终产物是含有大量甲烷的煤气，其热值约35.4～37.3 MJ/m³，这就被称之为合成天然气或者管道优质煤气。 

煤的气化技术在生产城市煤气、提高动力工业的发电效率和在化学工业中代替部分天然气和石油产品等方面，受到广泛的重视。中国煤的蕴藏十分丰富，发展煤的气化技术对提高城市煤气普及率、发展相关工业等方面将起重要作用。