水煤氣的意思、水煤氣的詳細解釋

水煤氣的解釋

[water gas] 工業上用作燃料或化工原料。是讓水蒸氣通過焦炭而生成,成分為一氧化碳和氫,有毒

詞語分解

• 水的解釋 水 ǐ 一種無色、無臭、透明的液體：水稻。水滴石穿。水洩不通。 河流：漢水。湘水。 江河湖海的通稱。水庫。水利。水到渠成（喻條件成熟，事情就會順利完成）。水可載舟。跋山涉水。依山傍水。 液汁：水筆。墨
• 煤氣的解釋 由煤制得的氣體詳細解釋.燃料燃燒時所生的煙火氣。 唐 馮贽 《南部煙花記·夜珠》：“一士人娶得 陳 宮人，夜炷火則惡煤氣。”.幹餾煤炭所得的氣體，主要成分是氫、甲烷、乙烯、一氧化碳，并有少量的氮、

專業解析

水煤氣是一種重要的工業氣體燃料，其本質是水蒸氣通過熾熱的焦炭或無煙煤等固體燃料反應生成的混合氣體。以下是其詳細解釋：

1. 定義與核心反應

   水煤氣是指将水蒸氣通入高溫（通常高于1000°C）的焦炭或無煙煤層中，發生還原反應後産生的可燃氣體混合物。其核心化學反應式為：

   $$

   ce{C + H2O -> CO + H2} quad (text{吸熱反應})

   $$

   即碳（C）與水蒸氣（H₂O）在高溫下反應生成一氧化碳（CO）和氫氣（H₂）。該反應需要持續供熱以維持高溫。

2. 主要成分

   水煤氣的主要可燃成分是氫氣（H₂）和一氧化碳（CO），通常氫氣含量約占50%，一氧化碳約占40%，此外還含有少量二氧化碳（CO₂）、氮氣（N₂）、甲烷（CH₄）和氧氣（O₂）等雜質。

3. 物理與化學性質

   • 外觀與氣味：無色無味的氣體（但工業産品常因含硫雜質而有臭味）。
   • 可燃性：高度可燃，燃燒時産生藍色火焰。
   • 熱值：熱值較高，約為10-11 MJ/m³（标準狀況下），介于天然氣和發生爐煤氣之間。
   • 毒性：因含大量一氧化碳，有劇毒，吸入可緻命，使用時需嚴格注意安全。

4. 制備與用途

   • 制備：主要在煤氣發生爐中生産。由于核心反應是吸熱的，生産時常采用間歇操作（交替通入空氣和水蒸氣）或富氧空氣/氧氣與水蒸氣混合氣化以維持爐溫。
   • 主要用途：
     • 燃料：曾廣泛用作城市煤氣、工業窯爐燃料。
     • 化工原料：是合成氨、甲醇、液體燃料（如通過費托合成）等的重要原料氣。氫氣組分可用于加氫反應。

來源參考：

• 《現代漢語詞典》（第7版）：對“水煤氣”詞條的定義及基本性質描述。
• 《化工大辭典》：提供水煤氣的詳細成分、制備工藝及工業應用。
• 《能源百科全書》：闡述水煤氣的生産原理、熱值特性及在能源結構中的地位。
• 《無機化學叢書》：解釋水煤氣反應（水煤氣反應）的化學平衡與熱力學原理。

網絡擴展解釋

水煤氣是一種工業燃料和化工原料，以下是其詳細解釋：

一、定義與成分

水煤氣由水蒸氣通過熾熱的焦炭或無煙煤反應生成，主要成分為一氧化碳（CO）和氫氣（H₂），并含少量二氧化碳（CO₂）、氮氣（N₂）及甲烷（CH₄）等。

二、生産原理

1. 主要反應：
   $$ C + H_2O xrightarrow{高溫} CO + H_2 $$
   該反應伴隨火焰呈淡藍色（氫氣和CO燃燒的特征）。
2. 其他制法：甲烷與水蒸氣在特定條件下反應：
   $$ CH_4 + H_2O → CO + 3H_2 $$ 。

三、特性與用途

• 特性：
  • 低熱值煤氣，燃燒産物為水和CO₂，含微量CO、烴類及氮氧化物。
  • 燃燒速度是汽油的7.5倍，抗爆性好，熱效率提升20-40%。
• 用途：
  • 工業燃料，合成氨、甲醇、二甲醚及液體燃料的原料。
  • 壓縮或液化成本低于氫氣，常用于燃氣補充。

四、安全風險

• 毒性：含CO等有毒氣體，洩漏需通過摻入異味氣體警示。
• 爆炸性：氫氣與CO混合氣體易燃易爆，需嚴格儲存和使用規範。

五、生産原料與設備

以無煙塊煤或焦炭為原料，采用固定床造氣爐生産。

如需進一步了解技術參數或應用案例，可參考、2、3等來源。

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