單段煤氣發生爐結構示意圖
在煤氣發生爐中，煤由上而下移動，而氣化劑則由下而上移動。煤與氣化劑逆向移動分層進行物理化學反應，我們稱這個工藝過程為氣化。反應過程分5個層次。
1灰渣層
灰渣層在爐篦的上面，是煤炭氣化后的殘留物，高度在爐篦以上150~250mm。其作用是：（1）由于灰渣由氧化層沉降下來，溫度比較高，當氣化劑經過灰渣層時進行冷熱交換，將氣化劑預熱到200℃以上，為氧化層的熱化學反應帶來**條件，加速燃燒；（2）由于灰渣層被氣化劑冷卻，對爐篦起到保護作用。（3）灰渣分布在爐篦上呈疏松狀，氣化劑經過灰渣層時起到重新均勻分布氣流的作用。
2氧化層
氧化層又稱為燃燒層，氧化層在灰渣層的上面，在這一層中，鼓風機中的氧氣和碳進行氧化反應，充分燃燒生成大量的二氧化碳，同時產生大量的熱。煤氣的熱化學反應靠此來提供熱量。
3還原層
還原層是生成煤氣的區域，氧化層產生的二氧化碳氣體上升到還原層后：（1）和熾熱的炭進行吸熱化學反應，生成一氧化碳，（2）水蒸氣與熾熱的碳進行吸熱化學反應，生成一氧化碳和氫氣，（3）一氧化碳與多余的水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣，同時放出熱量使煤氣爐中溫度升高。
4干餾層
干餾層位于還原層之上。煤炭在400~550℃的溫度下析出揮發份和其它干餾產物（CH4、CmHn）后變成焦炭，焦炭由干餾層轉入還原層進行化學反應。
5干燥層
干燥層是料層**上的一層，原煤的水分在這一層被蒸發，為下一層干餾準備好原料。
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