煤氣化渣綜合利用研究進展

曲江山，張建波，孫志剛，楊晨年，史 達，李少鵬，李會泉

(1. 中國科學院過程工程研究所 綠色過程與工程中科院重點實驗室，北京 100190；2. 濕法冶金清潔生產技術國家工程實驗室，北京 100190；3. 中國科學院大學，北京 100049；4. 中石化寧波技術研究院有限公司，浙江 寧波 315103；5. 東北大學 資源與土木工程學院，遼寧 沈陽 110819)

0 引 言

我國是一個富煤、貧油、少氣的國家，能源結構以煤炭為主。2018年，我國原煤產量36.8億t，消費量39億t，分別占一次能源產量和消費量的69.6%、59%[1]。煤氣化是煤炭清潔高效利用的核心技術之一，也是煤基化學品合成、液體燃料合成、IGCC發電等過程工業的基礎，具有國家戰略意義。2018年，我國原油產量1.89億t，進口量4.62億t，對外依存度高達70%；天然氣產量1 610億m3，進口量1 254億m3，對外依存度達45.3%[2]。在國內能源結構與實際需求的作用下，煤制油與煤制天然氣前景看好，作為煤化工龍頭的煤氣化技術在中國蓬勃發展[3]。

煤氣化是指煤與氣化劑作用進行各種化學反應，將煤炭轉化為合成氣和少量殘渣的過程[4]。2018年，現代煤化工共轉化煤炭9 560萬t，2019年上半年，轉化煤炭約5 570萬t。隨著煤氣化技術的大規模推廣，導致氣化渣的大量產生，年生產氣化渣超過3 300萬t[5]。

煤氣化渣是煤與氧氣或富氧空氣發生不完全燃燒生成CO與H2的過程中，煤中無機礦物質經過不同的物理化學轉變伴隨著煤中殘留的碳顆粒形成的固態殘渣，可分為粗渣和細渣兩類。粗渣產生于氣化爐的排渣口，占60%～80%；細渣主要產生于合成氣的除塵裝置，占20%～40%。目前氣化渣的處理方式主要為堆存和填埋，尚未大規模工業化應用，造成了嚴重的環境污染和土地資源浪費，對煤化工企業的可持續發展造成不利影響，氣化渣的處理迫在眉睫?！?br>