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在煤气发生炉中，煤由上而下移动，而气化剂则由下而上移动。煤与气化剂逆向移动分层进行物理化学反应，我们称这个工艺过程为气化。反应过程分5个层次。
1灰渣层
灰渣层在炉篦的上面，是煤炭气化后的残留物，高度在炉篦以上150~250mm。其作用是：（1）由于灰渣由氧化层沉降下来，温度比较高，当气化剂经过灰渣层时进行冷热交换，将气化剂预热到200℃以上，为氧化层的热化学反应带来优越条件，加速燃烧；（2）由于灰渣层被气化剂冷却，对炉篦起到保护作用。（3）灰渣分布在炉篦上呈疏松状，气化剂经过灰渣层时起到重新均匀分布气流的作用。
2氧化层
氧化层又称为燃烧层，氧化层在灰渣层的上面，在这一层中，鼓风机中的氧气和碳进行氧化反应，充分燃烧生成大量的二氧化碳，同时产生大量的热。煤气的热化学反应靠此来提供热量。
3还原层
还原层是生成煤气的区域，氧化层产生的二氧化碳气体上升到还原层后：（1）和炽热的炭进行吸热化学反应，生成一氧化碳，（2）水蒸气与炽热的碳进行吸热化学反应，生成一氧化碳和氢气，（3）一氧化碳与多余的水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，同时放出热量使煤气炉中温度升高。
4干馏层
干馏层位于还原层之上。煤炭在400~550℃的温度下析出挥发份和其它干馏产物（CH4、CmHn）后变成焦炭，焦炭由干馏层转入还原层进行化学反应。
5干燥层
干燥层是料层最上的一层，原煤的水分在这一层被蒸发，为下一层干馏准备好原料。
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