煤气化渣资源化利用研究进展及应用展望

煤气化渣资源化利用研究进展及应用展望

陈 平

新疆天业汇合新材料有限公司 8 32000

摘要：目前，煤化工企业在管理和利用固体废物方面的重视程度不足，与工业废水废气的处理相比，煤化工企业固体废物的利用管理相对落后。随着固体炉渣排放总量的不断增加，且煤化工气化炉渣的应用领域较窄，难以有效处理废弃物。因此，在无害化处理的前提下，进一步采用环保、经济的资源化方式处理煤气化渣不仅是提高煤炭资源开发利用效益的迫切需要，同样是建设环境友好型、资源节约型社会的内在要求。基于此，本文主要分析了煤气化渣资源化利用研究进展及应用展望。

关键词:煤气化渣；资源化利用；展望

引言

煤化工技术的应用，有效对高浓度污水处理厂中存在的问题进行解决，促进了相关排放操作的标准化，符合国家标准的要求，使工业油品处理技术和系统设计更加合理。在环境恶化、重视低碳、环保的背景下，如何实现对煤气化细渣资源化、高效化的利用对我国煤炭化工产业绿色、可持续发展有着十分重要的意义。

1煤化工产业概述

从煤炭资源开发的角度，可以从两个方面进行分析。一是传统的能源利用方式。与石油能源工业相比，煤炭资源的加工和再利用是在固定技术的框架内进行的，在能源使用的不同阶段，煤炭资源被分为不同类型的能源，能源本身的使用水平有所提高。在煤化工的生产加工过程中，必然会伴随污染物的出现，破坏生态环境。通过对新技术和新工艺的运用，能够有效减少煤炭产品加工对环境的污染，但是对于煤化工生产的污染，是无法完全消除的。国家对此也出台了一些指标要求，一些煤炭企业由于达不到指标，在当前激烈的市场竞争中开始出现衰败的情况。二是积极运用新能源，与煤化工产业进行对比，这类产品是一个潜在的市场^[1]。

2化工项目的固体废弃物主要分类

化工项目的固体废弃物主要包括来自吸附剂和催化剂的危险物以及石膏、脱硫剂、灰渣等固体废物。汽化炉渣的显微结构主要为多孔结构，残碳主要为海绵状的多孔结构。经统计，工业废物中占比最大的废物为煤气化工企业的残渣废物，如果想要实现煤化工产业项目建设的循环可持续发展，需要对灰渣进行资源化利用。细渣和粗渣是煤气化灰渣的主要类型，细渣中存在氧化硅和残余氧化碳等成分，体积较大。而粗渣和其他锅炉中的灰渣成分大致相同，它们可以被综合利用，在土地回填工程、浇筑建材等行业中作为掺杂预混物的原料，达到重复利用的目的。

3煤气化渣资源化利用研究进展

3.1建筑领域中应用

当前，不同区域的煤气化细渣性质有较大差异，因此煤气化细渣在建筑领域的应用要考虑煤气化细袁傲等煤气化细渣资源化利用途径及发展趋势3渣性质和所需产品的要求，选择满足要求的煤气化细渣进行利用，如应用于水泥时，需选择较低含碳量的煤气化细渣。煤气化细渣可充当水泥细骨料或添加剂。

3.2制备新型改性材料

（1）制备吸附材料

煤气化细渣比表面积较大，可通过改性后增大其比表面积和吸附容量制备吸附材料，改性后的煤气化细渣可用于处理废水中的染料或重金属离子，也可去除其他污染物质。一部分学者研究了以煤气化细渣作为原材料制备染料吸附剂。

（2）作为载体

煤气化细渣中含有多种微量元素，其表面具有众多活化点位，对煤气化细渣表面进行修饰和改性以后可作为催化剂载体或其他金属氧化物的载体。催化剂理想的载体包括一系列的金属氧化物，如氧化铝、二氧化硅、二氧化钛和氧化镁。而煤气化细渣主要由氧化铝和二氧化硅组成，并且提供了理想的热稳定性，因此煤气化细渣是一种非常有应用前景的催化剂载体^[2]。

3.3铝再生技术

铝再生技术展望煤化工气化炉渣资源利用技术发展方向。当前，我国的氧化铝土石精矿原石资源量有限，但是这些资源在国内的消耗量较大，因此，我国不得不进口氧化铝土石等资源。有研究人员统计，近几年来我国氧化铝土石的进口数量已经达到了5000万t，说明了我国对氧化铝土石进口的依赖性较强。因此，铝再生技术的应用是缓解资源紧缺的重要途径，同时也能减少水体污染情况的出现，避免气化炉渣大量占用土地的情况出现，从而从根本上加快铝合金工业的发展和效益的创收。

3.4工业材料的应用

由于煤气化渣具有比表面积大、孔隙发达、碳硅铝含量高等特征，用于高值化利用主要包括制备催化剂载体、橡塑填料、碳硅复合材料、聚合氯化铝絮凝剂、陶瓷材料等工业材料领域，但大都处于实验室研究阶段，实现规模化利用仍需一定条件。

3.5农业领域应用

煤化工气化炉渣能够改良土壤的酸碱性。在有机脱硫剂较高的土壤中使用流化床或循环床的灰渣时，在一定的条件下，灰渣中的自由水和自由氧会发生反应而形成氧化钙，此时的有机灰渣废料灰呈现出弱碱性的特性。将这种特性的有机灰渣废料用于农业中，可以在一定程度上恢复南方酸性土壤矿山用地的正常使用潜力，中和工业有机废料，具有较大的应用价值。石灰岩煤渣的碱性也较强，因此可以直接在南方土壤上施用，具有良好的保水作用。

4煤气化渣资源化应用展望

第一，煤气化渣的综合利用应根据残炭与热值的不同采用高炭循环流化床掺烧和低炭用于建筑材料的规模化处理方式为主，逐步开发工艺简单、可行性强且具有经济效益的气化渣灰炭分离利用等技术。针对脱碳技术，在浮选脱碳技术中重点研发新型浮选药剂，达到浮选效果好、成本低、绿色环保、可回收不发生二次污染的效果，还可采用超声分散、加絮凝剂等加强浮选效果;在重选法中加入合适重选剂加大灰炭密度差，提高分离效率^[3]。

第二，适度开发煤气化渣在生态领域的应用，尤其将煤气化渣改性无害化处置后用于沙漠化防治与盐碱地改良，实现规模化消纳。可使用生物技术对煤气化渣有害物质在源头降解，避免二次污染再应用于农业，实现农作物增产增收;也可对煤气化渣改性或利用一定技术提取重金属或通过非食用植物降解重金属的同时实现沙漠防治和盐碱地改良。

结束语

随着煤化工企业的不断发展，煤化工气化炉渣的产生量也逐年提升，已经成了制约我国经济可持续发展的重要因素。相关部门应该全面了解化工项目的固体废弃物主要分类、气化炉渣排放分析和基本性能，掌握煤化工气化炉渣发展趋势和资源化利用的有效途径，仔细做好煤渣处理工作。

参考文献

[1]曲江山，张建波，孙志刚，等．煤气化渣综合利用研究进展［J］．洁净煤技术，2020，26(1):184－193．

[2]赵永彬，吴辉，蔡晓亮，等．煤气化残渣的基本特性研究［J］．洁净煤技术，2015，21(3):110－113，74．

[3]张婷，于露，李宇，等．水煤浆气化炉渣的特性分析及应用探讨［J］．当代化工研究，2020(19):88－90．