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    一氧化碳是一種很有實用價值的氣體燃料,在冶金工業(yè)上廣泛地用作還原劑,因此,它是一種很有用的物質(zhì)質(zhì),但在另一方面,一氧化碳又是有劇毒毒的氣體,它對人體健康十分有害.在我們學(xué)習(xí)了一氧化碳的生成和性質(zhì)之后,我們就能防止和克服它有害的一面,利用和發(fā)展它有用的一面,使它很好地為生產(chǎn)、生活服務(wù)。

①煤氣里含有甲烷(CH)、氫氣(H2)、氮氣(N2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)等氣體,這些氣體都是沒有氣味的.為了安全起見,現(xiàn)在也有在煤氣里摻入少量有惡臭的含硫有機化合物,這樣,如果煤氣管漏氣,就容易為人所察覺。

   用作氣體燃料的一氧化碳,并不要求很純、因此,現(xiàn)在工業(yè)上主要生產(chǎn)含有一氧化碳的“煤氣”,其中最重要的是發(fā)生爐煤氣和水煤氣。

    在介紹煤氣生產(chǎn)原理之前,讓我們先來觀察一下家庭里煤在煤爐里燃燒的情況因為煤在普通煤爐里燃燒,、也包含有產(chǎn)生一氧化碳的過程(圖3.11）

    在煤爐里供給煤然灰爆燒的空氣是從爐子下方的爐門進入的,因此,底層近爐柵的煤能夠完全燃燒,產(chǎn)生生二氧化碳：
C+O2=點燃=CO2↑

煤完全燃燒時放出大量的熱,爐子底層的溫度非常高。
    底層煤燃燒后產(chǎn)生的高溫的二氧化碳氣體體,上升到爐的中部,被那里未燃著的煤還原成一氧化碳：

C2+C=高溫=2C0↑

    在煤爐中部產(chǎn)生的一氧化碳氣體上升到爐子上部,遇到從爐子上面進入的空氣,立刻在爐口燃燒起來,產(chǎn)生藍色的火焰：

2CO+02=高溫=2CO2↑

    在工業(yè)上,大規(guī)模生產(chǎn)含有一氧化碳的煤氣,是在一種特殊的煤氣發(fā)生爐里進行的。

    煤氣發(fā)生爐(圖3·12)一般是用耐火磚砌成的高大的圓柱形爐子,爐的外面用鋼皮包裹.固體燃料(一般用煤或焦炭)從爐頂裝入,因為氧化碳是有刷毒的氣體,加料時必須嚴密防止?fàn)t內(nèi)氣體

逸入空氣.在加料口口的上方.9裝有一個帶有隔板的滾簡筒,隔板把滾筒分隔成兩個部分,其中一個部分在進料的時候,另一個部分就把已繞裝在它里面的燃料加進爐子里去.滾筒不斷地轉(zhuǎn)動,這

兩部分的作用交替進行著這樣,發(fā)生爐的內(nèi)部始終眼外界隔絕.滾筒下方有一個料鐘,它能使加進去的燃料圖3·12煤氣發(fā)生爐的簡單構(gòu)造均勻地分布到爐子的各個部分。

    空氣從爐子底部的爐篦戴進,爐子里所起的作用和前述的煤爐非常相似,只是產(chǎn)生的一氧化碳不在爐子的上方燒掉,而由爐口放出.這時放出的氣體里除了一氧化碳以外還有氮氣(因為鼓入的空氣里的氮氣在爐子里并并沒有起反應(yīng))和少量的二氧化碳,這樣的混和氣體稱做發(fā)生爐煤氣。

    如果從爐子底部鼓入水蒸氣,水蒸氣在高溫時和煤作用,產(chǎn)生一氧化碳和氫氣“”

C+H2O(水蒸氣)=高溫=CO↑+H2↑

這樣所得的混和氣體稱做水煤氣。

    水蒸氣只有在高溫時才能和煤發(fā)生作用,因此,要使水煤氣不斷發(fā)生,必須使?fàn)t內(nèi)保持相當(dāng)高的溫度.但是,水蒸氣和煤作用時,不僅不放出熱量,反而還要吸收熱量,因此,當(dāng)這個反應(yīng)進行時,爐內(nèi)溫度會逐漸降低.所以,在實際生產(chǎn)上,水蒸氣和空氣是交替地鼓進爐子里去的。當(dāng)爐子里溫度降低到一定程度時,就應(yīng)停止鼓入水蒸氣,改鼓空氣,使?fàn)t子里的煤燃燒,溫度重新升高起來.當(dāng)煤熱到赤熱程度時,再鼓入水蒸氣。

    為了使煤氣的生產(chǎn)連續(xù)不斷,現(xiàn)在工業(yè)上采用一種叫做汽氧鼓風(fēng)的方法,那就是把水蒸氣和氧氣同時鼓進爐子里去這樣就能連續(xù)生產(chǎn),大大提高煤氣發(fā)生爐的生產(chǎn)率。

    發(fā)生爐煤氣和水煤氣主要用作氣體燃料.很顯然,燃燒水煤氣所放出的熱量要比燃燒相同體積的發(fā)生爐煤氣為大這是因為發(fā)生爐煤氣里含有相當(dāng)多量不能燃燒的氮氣的緣故。

    氣體燃料除發(fā)生爐煤氣和水煤氣外,還有由煤干餾而得的煤氣(就是城市里許多家庭和工廠常用的煤氣),煤氣的主要成分是氫氣、甲烷、一氧化碳等.此外,有許多地方地下蘊藏著的天然氣(它的主要成分是甲烷),也是一種重要的氣體燃料。

①1立方米水煤氣燃燒時能放出大約300于卡的熱量，但1立方米發(fā)生爐煤氣只能放出1000~100千卡的熱量(1千卡=1000卡）。

    使用氣體燃栂有很多優(yōu)點:第一,氣體燃料容易完全燃燒,燃燒時沒有黑煙(燃料燃燒時產(chǎn)生黑煙,說明燃料沒有完全燃燒,,溫度也比一般固體燃料燃燒時為高.第二,氣體燃料可以利用它燃燒后所產(chǎn)生的廢氣的熱量,預(yù)熱還沒有燃燒的氣體燃料和與它混和的空氣,這樣,可以使它燃燒時的溫度更高。第三,氣體燃料不需要繁重的輸送工作,只要用管子就可以把它輸送到各地去,第四,氣體燃料的燃燒過程比較容易控制制,燃燒設(shè)備也比較簡單,并且燃燒后沒有灰剩余。

    現(xiàn)在,煉鋼廠和大型玻璃廠大量地應(yīng)用氣體燃料。