煤液化残渣利用的研究进展
煤气化渣特性分析及资源化利用途径
煤气化渣特性分析及资源化利用途径目录一、内容概要 (2)1.1 煤气化技术的重要性 (2)1.2 煤气化渣的产生及其危害 (3)1.3 国内外研究现状及发展趋势 (4)二、煤气化渣基本特性分析 (5)2.1 物理特性 (6)2.2 化学成分 (7)2.3 矿物组成 (8)2.4 粒度分布 (10)三、煤气化渣资源化利用途径 (11)3.1 建筑材料 (12)3.2 冶金行业 (13)3.2.1 矿石粉 (14)3.2.2 高炉喷吹料 (16)3.3 化肥工业 (16)3.4 路面基础材料 (18)3.4.1 水泥稳定碎石 (19)3.4.2 沥青混合料 (20)3.5 环保领域 (22)3.5.1 废水处理 (23)3.5.2 废弃物填埋 (24)四、煤气化渣特性影响因素及优化措施 (25)4.1 影响因素分析 (27)4.2 优化措施探讨 (28)五、结论与展望 (29)5.1 结论总结 (30)5.2 发展前景展望 (31)一、内容概要煤气化渣是煤气化过程中产生的固体残渣，其产生量与煤气化工艺、原料煤性质、气化炉操作条件等诸多因素密切相关。
煤气化渣特性分析主要涉及其化学成分、物理形态、热值、灰分以及重金属含量等方面。
在资源化利用方面，煤气化渣具有较高的潜在价值。
其中所含的某些重金属元素如钙、镁、硅等，可以作为陶瓷原料或水泥原料的替代品，用于生产建筑材料；另一方面，煤气化渣中的有机物质在一定条件下可以转化为生物质能源，如沼气或生物柴油等，实现能源的回收和再利用。
煤气化渣还可以作为吸附剂或过滤材料应用于污水处理、废气处理等领域，发挥其吸附、过滤和净化作用。
对煤气化渣进行深入研究，发掘其更多潜在应用价值，对于推动煤炭清洁高效利用、降低环境污染、实现可持续发展具有重要意义。
1.1 煤气化技术的重要性煤气化技术在现代工业中扮演着至关重要的角色，它不仅能够将煤炭转化为高热值的合成气，还能进一步转化为各种化工原料和燃料。
煤液化残渣的性质及应用研究进展
煤液化残渣的性质及应用研究进展WJY（中国矿业大学化工学院，江苏徐州221116）摘要:为了探讨液化残渣的清洁利用，综述了国内外在煤液化残渣性质及其综合高效利用方面的研究现状、已经取得的成绩及需要解决的问题。
关键词:煤液化残渣;性质；应用我国煤炭储量丰富，作为一种洁净煤技术，煤直接液化技术的开发研究及其工业化生产不仅是国民经济发展的需求，而且对中国洁净煤技术的发展和环境的保护有重要的作用。
近年来，我国掌握了煤炭直接液化的关键技术，为煤炭清洁利用提供了强大的技术支撑。
然而，煤加氢液化反应的最终产物除基本产物的油、气之外，还有20%左右的液化残渣，大量的液化残渣需要有效利用。
1煤加氢液化残渣的组成、性质煤加氢液化过程中所产生的液化残渣,是一种较高炭含量和灰含量的沥青状固体副产物,决定其有效利用途径必须了解其物化性质。
其性质取决于液化煤的种类、工艺条件以及固液分离方法,而主要的决定因素是固液分离方法。
由于减压蒸馏具有技术成熟和处理量大的优点,当前运行的工业化煤直接液化装置，均采用减压蒸馏分离技术实来现油与液化残渣的分离，相关研究亦以此类技术获得的残渣而展开。
为使液化残渣顺利排出减压蒸馏装置,残渣必须要具有一定的流动性,一般来说，软化点不能高于180℃,固体含量不能超过50%￡’J。
将煤液化残渣经过溶剂逐级萃取可分为正己烷可溶物(重油)、正己烷不溶甲苯可溶物(沥青烯)、甲苯不溶四氢呋喃可溶物(前沥青烯)和四氢呋喃不溶物四大组分。
其中，正己烷可溶物主要组成为烷基取代的萘衍生物;正己烷不溶甲苯可溶物主要组成为六元环缩合芳烃;甲苯不溶四氢呋喃可溶物主要组成为桥键和氢化芳烃连接的缩合芳香烃;四氢呋喃不溶物主要组成为未反应的煤以及石英、硫酸钙等矿物质;此外，随着工艺条件、原料性质以及分离技术的差异，液化残渣中各组分的组成和比例也会改变。
煤炭科学研究总院对神华煤直接液化残渣性质分析并与其它液化工艺残渣进行了研究。
神华煤液化残渣中重油含量为34%～37%，沥青烯含量为17%～22%，前沥青烯和四氢呋喃不溶物含量为43%～46%;煤液化残渣中重油和沥青烯的总含量大于50%，而且液化残渣的发热量很高，具备很好的应用价值。
神华煤液化残渣的液化特性的研究
神华煤液化残渣的液化特性的研究【摘要】：试验通过高压釜液化神华煤液化残渣，从液化恒温反应时间、温度和氢初压对神华煤液化残渣的液化特性的影响进行了研究，为煤液化残渣的液化机理的研究奠定基础。
【关键词】：神华煤；液化残渣；液化特性；液化机理煤液化残渣是在煤炭直接液化生产过程中产生的，其主体是由液化原料煤中未转化的煤有机体、无机矿物质以及外加的液化催化剂组成的，在某些工艺中会占到液化原煤总量的30%左右，如此多的残渣量对液化过程经济性所产生的影响是不可低估的[1]。
液化残渣具有一些特殊的性质，如何有效理地利用已成为实现煤炭直接液化工业化的重要课题之一[2]。
文章就是对神华煤低转化率蒸馏残渣加氢液化的特性进行研究，讨论各反应条件对液化特性的影响，以期为煤液化残渣的液化机理的研究奠定基础。
1. 实验部分1.1 试验原料及其分析数据本试验的样品采用神华集团的神华煤液化残渣。
样品按国家标准进行破碎、缩分、研磨至80目以下，并在温度约80℃下烘烤至水分小于1.00%作为液化试验样品。
表1列出了干燥后样品的工业分析和元素分析的分析结果。
表2列出了样品的溶剂萃取分析结果。
由表2可以看出，神华煤液化残渣中含有的油、沥青烯和前沥青烯，且其质量含量分别大于20％、30％和15％。
1.2 试验仪器及其试验条件参数用电子天平称取20.00g神华煤液化残渣和10.00g的溶剂放入高压釜中进行液化试验。
试验采用T36 FYX 0.5高压反应釜。
试验条件：氢气初压分别为6Mpa、8Mpa和10Mpa；反应温度为450℃和460℃；恒温反应时间为0min、20min、40min、60min和80min。
1.3 试验工艺(1) 在高压釜中，通过不同的温度、压力、时间对神华煤液化残渣进行液化；(2) 液化产物依次用正己烷、甲苯、四氢呋喃萃取；(3) 计算转化率、氢耗量、沥青烯产率、前沥青烯产率、气和水、油产率。
2. 试验结果及分析2.1 液化时间的影响2.1.1 液化反应温度为450℃，不同氢气初始压力下的液化特性试验考察了反应温度为450℃时，分别在6Mpa和8Mpa下不同反应时间的液化特性。
煤气化渣资源化利用
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 8 期煤气化渣资源化利用张丽宏，金要茹，程芳琴（山西大学资源与环境工程研究所，国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室，山西 太原 030006）摘要：煤气化技术作为清洁利用技术得到迅速发展，但同时产生大量的煤气化渣。
本文从煤气化渣的来源及危害、煤气化渣的基本性质、煤气化渣制备材料（介孔材料、活性炭、复合材料）和煤气化渣的应用（废气废水处理、建工建材、农业）4个方面进行概述总结，对存在的问题、应用前景分别进行了分析和展望。
文中指出：煤气化渣含碳量高、铝硅资源丰富、比表面积较大、孔隙结构比较发达，可用于制备高值化产品，但制备过程中所产生的废液需要进行处理与处置，剩余的含铝、硅和碳残渣也需要进行回收利用。
煤气化渣的研究虽然取得了良好的效果，但大都处于实验室研究阶段或试验推广阶段，无法实现规模化利用。
建议开发工艺简单、可行性强且具有经济效益的煤气化渣资源化利用技术，在分级利用的基础上实现铝、硅、碳资源的协同利用；在全利用的基础上实现其规模化利用。
关键词：煤气化渣；资源化利用；介孔材料；活性炭；建工建材中图分类号：TQ536；X7 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）08-4447-11Resource utilization of coal gasification slagZHANG Lihong ，JIN Yaoru ，CHENG Fangqin(State Environmental Protection Key Laboratory of Efficient Utilization Technology of Coal Waste Resources, Institute ofResources and Environmental Engineering, Shanxi University, Taiyuan 030006, Shanxi, China)Abstract: Coal gasification technology has developed rapidly as a clean utilization technology, but a large amount of coal gasification slag has been produced at the same time. With the sources and hazards, the basic properties, the prepared materials (mesoporous materials, activated carbon, composite materials) and the application of coal gasification slag (in the field of waste gas and wastewater treatment, construction and building materials, agriculture) involved, this article reviews the research status, analyzes the existing problems and forecasts application prospects. Coal gasification slag is rich in carbon, aluminum and silicon, with large specific surface area and relatively developed pore structure. Then it can be used to prepare high-value products. However, the waste liquid generated during the preparation process needs to be urgently treated and disposed of. The remaining aluminum, silicon and carbon-containing residues also need to be recycled. Although the research on coal gasification slag has achieved good results, most are still in the stage of laboratory research or experimental promotion, and cannot achieve large-scale utilization. In this paper, it is suggested that developing resource utilization technology of coal gasification slag with simple process, strong feasibility and economic benefits, the synergistic utilization of aluminum, silicon and carbon resources should be realized on the basis of hierarchical utilization, and large-scale综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1845收稿日期：2022-10-08；修改稿日期：2022-11-23。
煤直接液化残渣提纯工艺研究
参数 软化点/℃
结果 177.7
TI/%
49.34
QI/% 固定碳/% 灰分/%
35.35 64.15 15.72
3 工艺流程
萃取是利用物质在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中 溶解度或分配系数的不同，使溶质从一种溶剂内转移到 另外一种溶剂中的方法。离心技术是实验室常采用的技 术，主要是利用离心力将悬浮液中的悬浮微粒快速沉降， 借以分离比重不同的各种物质成分的方法。
文章编号：1003-5168（2020）22-0073-03
Study on Purification Process of Coal Direct Liquefaction Residue
LIU Guoku HU Weiwei HUANG Donghao LIU Fengjie
（Zhengzhou Siwei Special Material Co., Ltd.，Zhengzhou Henan 450001）
已经过加氢处理的煤液化残渣中含有 80%以上的重 质油，其基本组成单元是多环、稠环芳烃及其衍生物，具 有芳香度高、碳含量高、容易聚合或交联等特点，若经提 纯后，是制备功能碳材料的优质前驱体材料。
目前，国内研究煤液化残渣多集中在怎么制备碳素 材料上，却忽视了一个很重要的技术点，即碳素前驱体原 料的纯度，不管做石墨电极材料、碳纤维、炭微球、中间相
2 原料化学分析
以某公司的煤直接液化残渣为原料，其含有非常多 的大分子化合物，还含有少量的钙和钠等金属盐，是一种 重质油，残炭和灰分比较多。首先使用 FLASH 2000 型元 素分析仪、DP90 型高软化点测试仪，TI/QI 检测仪器等对 其进行全面分析，分析结果如表 1 所示。
试样按照《煤沥青灰分测定方法》（GB 2295—2008）、 《煤沥青喹啉不溶物测定方法》（GB 2293—2008）进行测 定。本文研究的目标是将原料灰分从 15.72%降到 0.1% 以下，达到可制备碳素前驱体对原料提纯的要求。
煤直接液化残渣的性质及利用现状_谷小会
关键词：煤直接液化； 液化残渣； 残渣利用
中图分类号：TQ522． 5
文献标识码：A
文章编号：1006－6772（ 2012） 03－0063－04
Properties and utilization of coal direct liquefaction residue
GU Xiao-hui1，2
尽管煤的性质、液化工艺条件对直接液化残渣 的组成和结构有很大影响，但是由于直接液化残渣 中的有机质通常被分为 3 个部分———残油、沥青烯 和前沥青烯，所以液化残渣都具有如下特点： ①残 油部分由分子量较低，分子结构相对简单的饱和或 部分饱和的脂肪烃和芳香烃组成，如烷烃、环烷烃、 氢化芳香烃等； ②沥青烯部分是以缩合芳香结构或 部分加氢饱和的氢化芳香结构为主体的复杂的芳
Abstract： In order to improve the utilization of coal direct liquefaction residue，introduce its current research status from four aspects，which are composition of residue，structural，pyrolysis and dissolution characteristics． The results show that the residue reserves partical raw coal properties in composition and structure． According to analysis of investigation methods such as thermogravimetric analysis （ TGA） ，laboratory moving-bed，small-sized coke oven or autoclave，study the pyrolysis characteristics of residue． When it comes to dissolubility，the residue displays different characteristics in different solutions． At last，discuss the utilization status of coal direct liquefaction residue and existing problems． Key words： coal direct liquefaction； liquefaction residue； utilization of residue
浅谈煤直接液化残渣开发及利用
浅谈煤直接液化残渣开发及利用摘要：2011年以来，神华鄂尔多斯煤炭直接液化（年产108万吨油品）示范装置实现了平稳长周期运行，煤制油化工作为神华产业的重要意义取得了突破性进展。
神华煤制油从无到有，正朝着从有到强的方向发展，煤制油产品也从简单向多元化方向发展，煤制油要在较低油价条件下能独立生存，在正常油价条件下取得较好的经济效益，必须优化煤液化工艺，延长煤液化产品链。
煤液化油渣萃取制取沥青工艺技术的开发到实现产业化是煤液化工艺优化和产品链延伸的一个重要环节。
关键词：油渣；沥青；沥青应用一、煤直接液化残渣开发煤液化油渣是一种高灰、高硫和高热值的物质，室温下呈固体沥青状。
主要由无机物和有机物两部分组成。
无机物包括煤中矿物质和外加的铁系催化剂；有机物包括重质油和沥青以及未转化的煤。
通常油渣中无机物占20%左右，有机物占80%左右。
有机物中能被四氢呋喃溶解的物质称为沥青类物质，煤液化油渣中沥青类物质约占50%。
按煤液化油渣溶剂萃取特性，能被溶剂萃取部分称为沥青相，不能被溶剂萃取部分称为固相。
将油渣与溶剂在一定温度下混合，沥青溶解在溶剂中，随后采用固液分离设备分级分离，得到固含量不同的分离液，分离液经减压蒸馏后，得到灰分含量不同的煤液化沥青，沥青经冷却成型后包装后作为商品出售。
萃取分离清液中的沥青与溶剂的沸程相差较大，采用减压闪蒸实现溶剂回收，得到沥青产品。
二、煤直接液化残渣开发产品的利用煤液化油渣萃取工艺的主要产品是煤液化沥青，沥青是广泛用于道路、冶金、建材、航天航空和碳素材料等领域的一种基础原料。
现在市场上沥青的来源主要是煤焦油沥青和石油沥青，2014年我国煤沥青的产量在1000万吨左右，石油沥青产量在2300万吨左右。
近期，国家发展改革委员会发布了《关于当前更好发挥交通运输支撑引领经济社会发展作用的意见》（以下简称《意见》），提出要围绕解决薄弱环节和“瓶颈”制约，推进前期工作，加快实施一批重大交通项目。
煤直接液化残渣热解气体析出规律研究
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７ ０ ０ ～ ７ ５ ０ ｏ Ｃ出现 两个极值 ， 分 别为 １ ． ８ ６ 、 １ ． ８ ９ Ｌ ／ ａ ｒ ｉ ｎ 。 气体 组成 中 Ｈ２ 含 量较 高 ， ４ ５ ０ — ９ ０ ０ ｏ Ｃ平均 体积
分数 高达 ６ ５ ％， 分 别在 ５ ０ ０℃ 出现极 大值 ６ ６ ． ４ ％和 ８ ０ ０℃ 出现 最 大值 ７ ０ ． ２ ％； Ｈ ２ 析 出特 点 与 气体 产 率相似 ， 呈“ 两段 式” 分布 。Ｃ Ｈ 在６ ０ ０ ｏ Ｃ出现 最 高值 ２ ３ ． ８ ％， ｃ Ｈ 在５ ０ ０ ｏ Ｃ出现 最高值 ７ ． ７ ％， Ｃ ０在 ９ ０ ０ ｏ Ｃ出现 极 大值 ９ ． ０ ％， ｃ ０ ， 在残 渣热 解 气 中含量 较 少 ， 分别在 ５ ０ ０ ｏ Ｃ出现极 大值 １ ． １ ５ ％和 ８ ０ ０℃ 出
（ 中国矿业大学（ 北京 ）化学与环境工程学院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）