煤的气化是一个热化学过程。按供热情况的不同可将煤的气化过程归纳为若干基本系统对若干主要气化化学反应，根据计算和反应热效应计算，在理论上可获得合理和优化的组合，结合气化反应平衡的规律，判断气化过程进行的方向和限度。气化反应不单取决于化学因素，还取决于物理因素，故应综合上述两方面来研究气化反应动力学。这样做有利于气化反应机理的研究和数学模型的建立。虽然由于煤的性质的复杂和变化，现在还不能完全借助于数学模型使气化过程模拟放大，但在工程开发过程中还是可以作为重要参考的。
2.1.1 气化类型和基本化学反应
2.1.1.1 气化类型
目前，通常采用的或处于研究发展中的气化方法，可归纳为五种基本类型。图5-2以简化形式表示了自热式煤的水蒸气气化原理。自热式即气化过程中没有外界供热，煤与水蒸气进行吸热反应所消耗的热量，是由煤与氧进行的放热反应所提供。根据气化炉类型的不同，反应温度在800～1800℃之间，压力在0.1～4MPa之间，制得的煤气中除了CO2及少量或微量CH4外，主要含CO和H2。该过程中，也可用空气代替氧气，这样制得的煤气含有相当数量的氮气。
上述方法使用的工业氧的价格较贵，制得的煤气中二氧化碳的含量较高，降低了气化效率。如使煤仅与水蒸气反应，从气化炉外部供给热量，则这种过程称为外热式煤的水蒸气气化，其原理见图5-3。以这个原理为基础的工艺结构形式，由于气化炉的热传递差，所以不经济。新发展的流化床和气流床气化，采用较好的热传导方式，同时供给反应所需的热量不一定由煤或焦炭的燃烧提供，从而节省煤炭
由煤可制成主要由CH4所组成的煤气，该煤....
