煤气发生炉是一种将固体燃料（主要是煤）转化为可燃气体（煤气）的工业设备，其工作原理基于煤炭在高温条件下的气化反应。以下是其核心工作原理和特点：

一、基本工作流程

原料加入‌：煤通过加煤机从炉顶加入炉膛，形成燃料层。

气化剂通入‌：空气、蒸汽或其混合物作为气化剂从炉底鼓入，与煤逆流接触。

分层反应‌：煤在炉内依次经历以下反应层（自上而下）：

干燥层‌：去除煤中水分；

干馏层‌：挥发分热解生成焦油和干馏煤气（两段炉特有）；

还原层‌：CO₂与碳反应生成CO，水蒸气分解为H₂和CO；

氧化层‌：碳与氧气剧烈燃烧，提供反应热量；

灰渣层‌：反应残余物从炉底排出。

二、关键化学反应

气化过程主要发生以下反应：

碳燃烧：C + O₂ → CO₂ + 热量；

二氧化碳还原：C + CO₂ → 2CO - 热量；

水蒸气反应：C + H₂O → CO + H₂及C + 2H₂O → CO₂ + 2H₂。

三、设备类型对比

单段式‌：单一气化反应，生成混合煤气，含焦油且热值较低；

两段式‌：

上部干馏段产生低温焦油和热值较高的干馏煤气（约6700KJ/m³）；

下部气化段生成不含焦油的气化煤气（约6400KJ/m³）；

综合热效率比单段式高3-5%。

四、安全设计

水夹套系统‌：炉体中部设置水循环结构，用于冷却炉壁并产生蒸汽作为气化剂，需配备安全阀防止超压爆炸；

除尘系统‌：煤气需经重力除尘器、旋风除尘器等净化处理。

五、应用领域

广泛用于冶金、陶瓷、玻璃等行业，为窑炉提供燃气，或作为高热值煤气的掺混气源。