在单段式煤气炉的上部增加一段干馏段，即构成了两段式煤气发生炉，图2-3所示为边疆制气两段煤气发生炉
 
 
 
两段炉的气化技术，既吸收了煤炭干馏氧生的热值较干馏煤气低温轻质焦油的特点，又实现了煤炭完全气化时生成较多的气化煤气，集两者优点于同一煤气炉之中。
煤在两段炉内的反应过程，可大致分为二个阶段，四个过程：
 
 
                       1．煤的预热与干燥
一、干馏段
                       2．煤的干馏与半焦化
                       3．半焦气化    
二、气化段
                       4．灰层冷却
实际上各区段之间没有明显的界线，反应深度取决于过程的工艺宏观平衡条件，即反应过程中吸热与放热反应的平衡，以及气体组分的浓度与化学平衡。
　煤的干燥与干馏过程是干馏段内完成的。
这一阶段是煤在炉内气化前的初始阶段，进入炉内的原料煤，受热后首先释放出其中的水分。实践表明，入炉煤应有合理的水分，而并非要求将入炉前的煤中的水分完全干燥，这是因为完全干燥的煤容易粉碎，煤中保留适宜的水，可使煤块坚硬。干燥过程经历了脱除外在水分和分解出结合水的数个阶段，其中包括某些化合水和热解水在内。通常情况下，干燥过程是在105~150℃之前完成的。当煤继续受热时，即开始进入干馏过程，在此时间内，煤中的有机质，随着加热温度的升高会产生一系列物相和成分的变化，形成气态（煤气和新生成的化学水汽）、液态（焦油）和固态（半焦或焦炭）产物。典型的烟煤干馏热解过程，见图2-4与表2-1。

 
表2-1  煤的低温干馏（热解）过程表解

由图与表可见，煤的干馏热解过程，大致可分为三个阶段：
     (1) 第一个阶段（常温~350℃）
     为煤的干燥脱气阶段，在这一阶段，煤的外形无明显变化，随着温度的逐渐升高，煤中的水分首先蒸发（120℃之前），其次是煤结构中不稳定官能团的破坏、附在物质的脱附，放出气态物质，如CO2、CH4、CO和水汽等。
(2) 第二阶段（350~550℃）
这一阶段以解聚和热分解反应为主，煤粘结并转化形成半焦。此间，煤在受热状态下产生以下变化：在300~350℃左右时开始软化，伴随着煤气和焦油析出；在450℃前后焦油析出量最多，此后逐渐减少；当温度达到500~550℃时，焦油不再生成了。在焦油形成的过程中，也处于不断的热解转化之中。在300~450℃时开始生成CO、CO2、CnHm，而当温度达到450~600℃，气体的析出量最多，气体成分除热解水、CO、CO2外，主要是气态烃，因而热值较高。  
煤在干馏过程所形成的焦油，其密度（比重）与粘度随干馏温度的升高而增大。煤在干馏过程中，300~500℃为低温干馏，此时所生成的焦油，密度较小，粘度较低，流动性好。大同煤在不同干馏温度条件下焦油产率与密度，见表2-2。
表2-2  大同煤在不同干馏温度条件下的焦油产率与密度

   大同块煤在φ3.0m直径单段炉与两段炉内气化时，所产生的焦油性质，见表2-3。
表2-3  大同块煤在φ3.0m的单段炉与两段炉内所产生的焦油性质

    由表2-3中可见，相比之下，大同煤在两段炉内气化的产生的轻质焦油，不仅密度小、粘度低，而且灰分和杂质含量也较少，明显优于在单段炉气化所产生的重质焦油。
    烟煤(特别是中等变质程度的烟煤)，在这一阶段，从煤的软化开始，经熔粘、膨胀，到固化的热解过程中，是气液固三相共存的胶质体阶段。胶质体的数量与质量，决定了成焦性能的优势。这一阶段的固态产物即是半焦。
(3) 第三阶段（550~1000℃）
    这是半焦变成焦炭的阶段，以缩聚和析氢反应为主。当加热温度达到600℃时，基本上不再产生焦油。700℃以后，气体的主要成分是氢，因而热值较低。
    根据煤炭热解的最终温度，通常将干馏过程分为高温干馏（900~1200℃）和低温干馏（500~600℃），煤在两段炉内的干馏过程属低温干馏。
煤的干馏过程与其煤的性质有密切关系。地质形成年代较短的低变质煤，（例如褐煤）。其热解的起始温度就比较低，而地质形成年代较长的高变质煤（例如无烟煤），其热分解的起始温度就比较高，见表2-4。
表2-4  不同煤种及氧含量与热解起始温度的关系

          
同一煤种的干馏过程与受热温度有关，此外，还与煤受热时的升温速度，以及其它许多条件因素相关。总之，煤的干馏是很复杂的热化学过程。
烟煤的低温干馏产物、产率和煤气组成，见表2-5和表2-6。
表2-5  烟煤低温干馏主要产物与产率

表2-6  烟煤低温干馏的煤气组成与热值

干馏过程所产生的干馏煤气与上升的热煤气流汇合之后，经上段煤气出口排出，这部分煤气被称为上段煤气，由于混入了部分热值较高的干馏煤气，因此，上段煤气热值较高，约为7.12-7.54MJ/Nm3。.在干馏段内所形成的半焦进入气化段，进行与单段炉相似的氧化与还原反应，所生成的煤气由下煤气出口排出，这部分煤气被称为下段煤气，下段煤气热值与上段煤气相比要低一些，约为5.02-5.44 MJ/Nm3。气化烟煤时两段炉煤气成分及热值，见表2-7。另外，上段煤气量约占煤气量的30%左右。
表2-7　　气化烟煤时两段炉煤气成分及热值