煤直接液化殘渣的處理工藝進展研究

＊田博 楊朝合 楊勇

（1.中國石油大學（華東），重質油國家重點實驗室 山東 266580 2.中科合成油技術股份有限公司，國家能源煤基液體燃料研究中心 北京 101407）

我國煤炭儲藏量豐富，但是石油儲量卻嚴重依賴進口，2020年我國已探明的煤炭儲量接近1400萬噸，占全球總儲量的13.3%。而當年石油儲量僅占全球儲量的1.51%，石油進口依賴度已經達到70%，能源供給受外國掣肘嚴重。因此，如何清潔高效地使用煤炭資源，取長補短是解決能源短缺的一大問題。

煤制油即通過化學方法將煤炭轉化為汽油等液態烴燃料，主要有直接液化法和間接液化法兩種途徑。其中，直接液化法是把煤直接轉化為液態氫燃料，成本較低但是原料煤的利用率不高。而間接液化法則是先使煤炭在高溫下與水蒸氣和氧氣反應，以將其氣化為一種主要由一氧化碳和氫氣組成的合成氣，其后，再使合成氣在特定費托合成催化劑的作用下合成不同碳數的碳氫化合物，以此得到清潔液體燃料或者化學品。雖然間接液化法的原料利用率高，但是相應的，也具有較高的投資成本，對于直接液化法，投資成本相對會降低，并且可以通過液化殘渣的后處理來提高其利用率。

煤的直接液化（Direct coal liquefaction，DCL）是將煤和氫氣在高溫（400℃左右）、高壓（18～19MPa）以及催化劑的作用下通過加氫裂化將其轉變為液態烴燃料的過程，因此又稱煤的加氫液化法。相較于煤的間接液化法，直接液化法有油收率高、煤的消耗量少、餾分油以汽、柴油為主，目標產品的選擇性相對較高、設備體積小、投資低、運行費用低的優點。

煤的加氫液化技術最初由德國人發明，并于第二次世界大戰期間成功在德國本土實現了工業化生產，并且建成了一定的規模。其后，由于在中東地區大量石油的開采以及運輸成本的降低，煤直接液化技術的市場受到沖擊，不少工廠因此破產倒閉。待到20世界末，石油危機席卷全球，先前被迫出局的煤炭直接液化法再度被人們提上議程。美、日、德、俄等擁有工業基礎的發達國家在德國原有的工藝基礎上進一步開發出一系列煤炭的加氫液化的新工藝，相較于二戰時期的舊有技術，新工藝旨在提高反應條件的溫和度，從而變相降低直接液化法的成本。其中以日本的NEDOL工藝、美國的HTI工藝、俄國的FFI工藝和德國的IGOR工藝為代表。

而我國在上世紀七十年代末也開始了相應的技術研究，研發了新型的高活性煤直接液化催化劑，并與美、日、德三國的有關公司合作完成了神華先鋒建設煤直接液化廠的可行性研究，神華集團煤制油公司于2008年建成并試運行了百萬噸級的工業示范生產線，并逐步實現了穩定運行。然而，每產生100萬噸的油品，就會有70萬噸的煤液化殘渣（Direct Coal liquefaction Residue，DCLR），回收和利用液化殘渣是提高直接液化整體工藝技術經濟性的必然趨勢。中科合成油技術股份有限公司于2008年開始了煤炭溫和加氫熱解（液化）技術的研究與開發，公司已建成一套規模為年產萬噸級中試示范裝置，并開展了數次中試實驗與工程設計改造工作，于2019年順利完成了萬噸級中試示范與驗證，該技術在反應溫度400～450℃左右，操作壓力5～6MPa的溫和條件下，實現了穩定運行，大幅度減低了設備的投資與操作難度，通過了中國石油與化學工業聯合會的專家組的技術鑒定。

目前，我國煤直接液化技術雖然得到了相應的工業化示范與發展，但無論采用何種液化加工或固體液體分離技術，直接煤液化過程中的殘渣（DCLR）剩余量均在煤炭進料量的20%～30%左右。因此，從提高資源利用率和保護環境等角度出發，殘渣的再度利用變得越來越重要。除此之外，對殘渣的轉化也有助于緩解能源短缺。此外，DCLR可以制備許多高附加值的碳材料。例如，使用DCLR制備的針焦炭，同時也是高功率石墨、碳纖維、碳微球的原料。以下分別按照不同工藝處理技術來逐一介紹。

1.煤直接液化殘渣（DCLR）物理化學特性

(1)DCLR的組成

傳統的煤液化殘渣主要由重質液化油、瀝青烯、催化劑、夾雜在煤炭中的礦物質以及未完全轉化的煤炭組成。其中重質液化油主要為芳香族化合物，包括四環芳烴、二環芳烴和含氮氧雜原子化合物，其次為正構烷烴（C16～C32）、偶碳烯烴（C16～C26）和鄰苯二甲酸酯類，瀝青主要是由多環稠環芳香烴及其烷基取代物組成，二者約占殘渣總量的50%，未轉化煤約占殘渣總量的30%，灰分主要為原煤中的礦物質（如粘土、硫化物、碳酸鹽、氧化硅、硫酸鹽等類礦物）、鐵硫催化劑以及催化劑助劑硫，占殘渣總量20%左右。因此，從技術經濟性的角度出發，可以將液化殘渣中約占50%的瀝青類物質和重質液化油分離出來進行綜合開發利用，從中提取出更有價值的產品，尤其是將煤液化殘渣中的重質液化油提取出來用作煤直接液化的循環溶劑，可以提高整個煤直接液化的收益。

(2)煤液化殘渣的形成機理

煤直接液化技術能夠提供豐富的化學品，但同時會產生占液化原煤總量20%～30%的液化殘渣（DCLR）。DCLR是一種高碳高灰和高硫的混合物，含有液化原料煤中未轉化的煤有機質轉化中間產物無機礦物質以及外加的液化催化劑等。

煤直接液化過程是由大量的物理和化學過程組成的，液化機理復雜，影響煤直接液化的因素都會對DCLR的組成和性質產生影響，主要影響因素有煤的種類、反應器類型、溶劑與催化劑種類、工藝條件（液化溫度、氫初壓、反應時間、溶煤比、催化劑含量等）等。研究表明DCLR的熱解特性隨煤種工藝流程液化工藝條件和固液分離方法的不同而有所差別。由于減壓蒸餾技術在石油工業上的應用比較成熟，所以很多煤直接液化工藝都采用減壓蒸餾技術來進行分離。此外，為了使殘渣能夠順利地流出裝置，殘渣排出時必須具有一定的流動性，一般都要求殘渣的固含量50%，軟化點180℃左右。

DCLR的組成較為復雜，根據不同的煤種，其成分也有很大差別。煤直接液化殘渣由3個部分組成：溶于有機溶劑的成分、難以溶于有機溶劑的成分、無機礦物質及加入的催化劑[1]。

(3)煤液化殘渣的無機與有機主要成分

①溶于有機溶劑的成分

能夠被有機溶劑溶解的組分，主要是煤中有機成分加氫形成的分子量相對較低的組分，通過溶劑逐級萃取分為正己烷可溶物（重油或殘油）、正己烷不溶甲苯可溶物（瀝青烯）、甲苯不溶四氫呋喃可溶物（前瀝青烯）。其中的重質油或者殘油是加工過程中的產物，在介質中殘留的時間短，可迅速轉移到土壤或水體中。土層中殘油通過降雨淋濾或河水沖刷釋放進入地下水，河流多次沖刷包氣帶油污土，不斷出現新的油水接觸面，使油類釋放量增加，對水源地構成一定的危害。因此，從環保角度，能溶于有機溶劑的這些有機質成分需要盡量回收和再利用。

②難以溶于有機溶劑的成分

難以溶解于有機溶劑的包括未反應煤、惰質組分以及在液化蒸餾過程中形成的分子量更大的有機組分，如小球體及其微變形體、半焦。半焦是泥煤、褐煤和高揮發分的煙煤等經低溫（500～700℃）干餾得到的固體產物。

由于不粘結煤干餾時不軟化熔融，僅脫去部分揮發分，因此有時將由不粘結煤低溫干餾制得的固體產物稱作干餾炭，以區別于由粘結煤低溫干餾，經軟化、粘結得到的固體產物。其中，灰分含量取決于原料煤性質，揮發分含量約5%～20%（質量）。與焦炭相比，揮發分含量高，孔隙率大而機械強度低。與一氧化碳、蒸汽或氧具有較強的反應活性。

表1 煤液化殘渣組成及性質分析

③無機礦物質及加入的催化劑

混雜于煤的有機基質間的無機物，是煤化學的研究內容之一。煤中礦物質的含量范圍很寬，組成復雜，主要有硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、硫化物和氧化物等。煤中礦物質由原生礦物質、次生礦物質和外來礦物質三個部分構成。所含元素可達數十種，主要有硅、鋁、鐵、鈣、鎂、鈉、鉀、硫、磷等。煤中礦物質按來源可分為內在礦物質和外來礦物質。內在礦物質是在成煤過程中形成的礦物質，其灰分稱為內在灰分。內在礦物質進一步分為原生和次生兩類，前者主要來自成煤植物，較難從煤中分離出來，后者主要來自成煤過程和成煤后地下水循環過程中帶來的，在煤中呈層狀、凸鏡狀以及各種復雜形狀。外來礦物質是在采煤過程中由于煤層的頂板、底板和煤層中的矸石等混入煤中而造成的，這種礦物質只有用洗選的方法較易除去。另外就是直接液化過程中加入的催化劑成分殘留在液化殘渣中。

④煤液化殘渣的成分總結及占比

煤直接液化技術能夠提供豐富的化學品，但同時會產生占液化原煤總量20%～30%的液化殘渣（DCLR）。某煤液化殘渣中重油含量為34%～37%，瀝青烯含量為17%～22%，前瀝青烯和四氫呋喃不溶物含量為43%～46%；煤液化殘渣中重油和瀝青烯含量＞50%，同時殘渣的發熱量很高，具有較高的利用價值。通常情況下，DCLR的組成與煤液化原料煤性質、煤液化反應條件和減壓蒸餾的效果有關。

表1中煤液化殘渣取自某煤炭直接液化示范裝置，經鄂式破碎機破碎至平均顆粒小于5mm，其基本組成分析如表1所示，實物如圖1所示。

圖1 煤直接液化殘渣

(4)DCLR的理化性質研究

日本的田口尚毅，通過對液化殘留物及其溶劑萃取物進行熱重量分析發現：煤液化殘留物與原煤相比，熱分解時在較低溫度下減重較多，熱分解時揮發的大部分可通過提取溶劑回收。因此，利用溶劑提取后，將提取殘留物氣化的方法被認為是有效的利用方法之一。煤液化殘留物熱分解的活化能小于煤熱分解的平均值，這是因為輕質揮發分的餾出占主導地位。在煤液化殘留物及其油、瀝青質組分的熱分解過程中，升溫速度小和分解率大時，更能進行重縮合反應，使活化能E變大。

Ren-Y等人[2]通過對多種煤液化殘渣的殘留成分、分離時間和溫度對其流變特征影響的研究，得出煤液化殘留物是一種非牛頓偽塑性液體，其表面粘度隨著剪切率的增加而降低。此外，殘留物在初始軟化溫度下具有較高的粘度，其粘度隨著溫度的升高而大大降低。而殘留物中的含油量對殘留物粘度下降有很大影響。瀝青在較低的溫度下其表觀粘度增加，但在高溫下粘度降低。然而，固體的粘度只會表現出明顯的增加趨勢，因為它既不能軟化，也不能溶解成為液體。模擬分離條件后，發現延長分離時間、提高分離溫度會增加殘留物的表觀粘度，不利于防止管道堵塞。因此，選擇正確的分離時間和分離溫度是實際工業生產的必要條件。

徐等人[3]在固定床反應堆中對神華煤直接液化殘留物焦炭的蒸汽氣化進行了調查，研究了殘留物中溫度、礦物、液化催化劑和重油對氣化特性的影響。與煤焦相比，液化殘留物在液化過程中主要成分為未處理煤、重油和凝結產物，氣化反應較低。礦物質在煤焦和DCLR焦炭蒸汽氣化過程中具有催化作用，殘留物中殘留的液化催化劑為FeS，對蒸汽氣化反應性沒有顯著影響，因為在蒸汽氣化過程中，大量的H2S是由剩余液化催化劑（FeS）產生的，抑制了殘留物的蒸汽氣化。從殘留物中提取重油后，殘留焦炭的BET表面和孔隙結構增加，但蒸汽氣化能力下降。

2.DCLR的處理工藝進展

DCLR的利用主要集中在氣化、燃燒和焦化三種方法上，而近年來，又出現了其他新的利用方式，例如直接利用DCLR制備高附加值碳材料、直接應用于路面等方式，為DCLR的再利用提供了一個新思路。

(1)燃燒

DCLR的熱值較高，因此可以用作燃料。煙的脫硫可以通過添加石灰和石灰石漿（副產品石漿）或氨水（副產品硫酸銨）的方法解決，這已成為一種成熟的工業技術。

DCLR的燃燒性能通常通過熱重力分析技術進行分析。崔等考察了元州煤業DCLR的特性與氧化反應的關系，認為影響DCLR反應的因素不僅是DCLR的有機結構和表面特性，還有液化催化劑的灰燼和殘留物，特別是灰燼中的NaCl對DCLR的氧化反應有促進作用。

方等人[4]研究了熱液化物中褐煤和煤液化殘留物混合的燃燒性能，煤液化殘渣是煤經過液化工藝后的殘余混合物，液化工藝溫度一般在400～500℃，因此煤中的有機硫已大部分轉化成了硫化物氣體隨液化氣體排出，因此方認為煤液化殘留物的最大減重率大于褐煤，即殘渣的燃燒性能優于褐煤。根據以上的研究表明，DCLR的燃燒也具有廣泛的應用前景。

但是用燃燒解決DCLR的方法仍存在著諸多問題。例如：殘渣作為煤液化的副產物，其中近三成均為未完全燃燒的煤，而且還有相當一部分的液化重質油，具有相當高的二次利用率。鑒于目前火力發電廠較低的轉化率，如若直接燃燒發電也會造成一定程度的浪費，不能得到很好的利用。此外，即使目前已經探索出了成熟的煙的脫硫工藝，然而，如果為了DCLR的后處理而單加一套煙氣脫硫的工藝，這樣一來，增加的投資以及操作費用也足以讓廠家對投資采取較為謹慎的態度。

(2)氣化

煤氣化技術是煤炭清潔高效轉化的核心技術，而DCLR氣化原理與煤氣化原理相似，氣化DCLR可以為煤炭直接液化提供氫氣。有許多實驗都對DCLR的氣化特性進行了深入的研究。

徐[3]通過對神華煤直接液化殘留物與蒸汽的氣化研究發現，采用無溶劑化方式從DCLR中提取的殘留物和重油中的礦物物質對氣化與蒸汽的活性有一定程度的提升，在煤焦氣化過程中，在1273K下反應21min，反應率為92%。而DCLR焦氣化過程中，在1273K下反應21min，反應率為77%。同時液化催化劑對蒸汽氣化反應沒有顯著影響。與煤焦相比，DCLR的氣化反應性較低。崔等[5]使用熱重技術，通過對兗州煤液化殘焦的進行了水蒸氣氣化實驗和分析,考察了不同液化條件下所獲殘焦的氣化反應性的變化規律。發現液化反應的溫度、時間及催化劑擔載量等對殘焦收率及其性質有明顯的影響。

而使用煤氣化技術提純煤液化殘渣所面臨的主要問題就是完成能量的高效轉化以及合理回收：由于DCLR氣化過程是在高溫條件下進行的，途中如果能實現高效的能量回收，將顯著降低處理成本，提高能源利用率。除此之外，鑒于煤直接液化工廠每年動輒幾十上百萬噸的年產量，要做到產出DCLR殘渣的同時，完成對DCLR殘渣的同步氣化提純再利用，也是一個浩大的工程，這就要求對應的DCLR氣化技術要朝著巨型化、大規模的方向發展。

(3)熱解

DCLR高效、清潔的應用之一是氣化生產氫氣。然而，殘渣的熱解是氣化和其他化學反應過程的第一步，直接影響氣化過程，因此，研究DCLR的熱解具有重要意義。這也是我國神華煤DCLR殘渣處理所采用的工藝之一。

根據周等人[6-7]的報告，神華煤的DCLR熱解分為兩個階段：低溫期（180～450℃），揮發性物質迅速釋放；在高溫階段主要產生大分子有機物的熱分解，由于DCLR中有重油和瀝青烯達到30%～50%，研究重油和瀝青烯的回收利用是一項重要的工作。

李等人[8]通過對神華煤和勝利煤的透氣液化殘留物的測試發現，這兩種殘留物在450℃時達到最大產油量，熱解溫度在450℃以上，在400～500℃時，兩種殘留物的瀝青部分傾向于將油析出。利用高溫快速透析煤，加熱速度快，反應時間短，可獲得高產油量。因此，DCLR也可以通過高溫快速火焰溶解進行熱解。李等人[8]還研究了氮氣下DCLR快速熱解的焦炭規律，發現終溫和反應時間是DCLR熱解的主要因素。隨著最終溫度的升高，焦炭產量降低，焦炭變得更脆，反應程度也更小。隨著反應時間的延長，焦炭產量減少，焦炭形成多孔結構。同時，隨著殘余顆粒大范圍變小，焦炭產量降低。

基于上述研究，可以得到現有的煤快速熱解工藝對于小粒徑的粉煤利用較難，因此也可能導致含有的熱解煤氣中混帶有一定數量的粉塵，導致最終產出的焦油存在質量較差的問題。

李等[9]研究了采用也給出采用低變質煤與神華煤液化殘渣共熱解的方法，通過低變質煤緩解液化殘渣軟化點低、流動性差的問題，實現了對液化殘渣中高附加值的油類組分的充分利用，同時也克服了液化殘渣熱解過程中給料困難、轉化率低的問題。

(4)焦化

DCLR中的高沸點油和瀝青質可以通過焦化轉化為可蒸餾油、天然氣和焦炭，以提高DCLR的附加值。陳等人[10]討論了在焦爐中焦化神華煤DCLR的基本規律，焦化獲得的焦炭中含有更多的灰燼和硫磺，但其熱值較高（干法加熱值較低，高于25.00MJ/kg）。焦化過程中焦炭的產量約為70%，此外還可以獲得一定的焦油和熱解氣體產量。焦爐中心附近的焦炭更硬、更緊湊，而靠近遠處焦爐壁附近的焦炭存在脆弱的大孔和薄孔。在適當的實驗條件下，每次原料質量為10～20kg，烤箱入口處溫度為400℃，烤箱壁最終溫度為800℃，焦爐中心附近溫度為700℃，焦化時間為13h。

目前，Wang等人[11]還研究了連續焦化DCLR的可能性。這種連續給料的方式焦化相較于傳統的間歇焦化工藝，去除了冷卻和殘渣粉碎的過程，因此大大縮短了焦化時間，提高了設備的生產能力。但是與此同時也使DCLR再轉化效率產生一定程度的折損。同時針對延遲焦化技術也進行了很多實驗室研究，其中，筆者用固定床也進行了類似延遲焦化的研究，其結果表明：延遲焦化實驗過程中，適宜的裂解溫度為600℃以上。這種工藝的缺點在于油品收率偏低，生焦率很高，工程放大經濟性不佳。另外，基于煤液化殘渣的高含量，進料加熱爐設備的爐管會磨損嚴重，并會出現磨損和堵塞現象，因此，延遲焦化工藝并不適合大規模液化殘渣處理的工程化應用。

(5)液化

DCLR通過加氫可以獲得過剩的石油，以提高煤炭直接液化的經濟性。由于DCLR中存在豐富的預瀝青質和瀝青質，在液化過程中裂解氫化反應和多聚變同時發生，使DCLR的液化比未轉換煤的液化更為復雜。宋等人[12]研究了在反應過程中，DCLR和煤的液化具有相同的反應步驟，但不同的是DCLR的熱溶解、氫轉移反應和氫化同時發生，所以反應溫度在DCLR液化過程中起著重要作用。

王等人[13]通過微型反應堆研究了DCLR液化的最佳狀態。結果表明，最佳溫度和初始加氫壓力分別為450℃和6MPa，最佳反應時間為60min。此外，較高的氮氣壓力可以促進四氫呋喃等不溶性有機物分數轉化為瀝青成分。

采用方法對液化殘渣提純也不失為后處理的一種方法，同時由于后處理過程近似于直接液化過程，因此可以在原有設備的基礎上進行殘渣處理，但是這種方法本質上并沒有解決DCLR的后處理問題，同時DCLR的成分相對于原煤來說更加復雜，因此在二次加氫液化時對工藝的要求更加苛刻。

(6)其他應用研究

除上述幾種方法外，還有其他有效利用DCLR或提高DCLR附加值的方法。

①改性瀝青

近年來為了刺激經濟增長，我國卷起了一陣基建熱潮，許多地方都在積極的翻新、修建新公路，因此帶來了一個龐大的瀝青需求?，F在的瀝青主要有兩個來源[14]：一個是石油瀝青，另一個就是煤焦油瀝青?；谔亓⒛徇_瀝青（TLA）和DCLR在成分和物理特性上相似，使用DCLR改性道路瀝青可以達到與TLA相同的效果。

朱等人[14]發現，當殘渣改性瀝青的特性接近TLA改性瀝青的特性時，殘留物的添加量低于TLA，而與此同時，在DCLR的添加量較低時，所生產出的改性瀝青可滿足美國ASTM和英國BSI相應的標準要求，當體系中液化殘渣含量為5%、7%時，可以達到國家要求的TMA-50產品指標，當液化殘渣含量為10%時，可以達到國家要求TMA-70產品指標。因此，殘留改性瀝青的方法是經濟可行的。

②碳納米管的制備

富含碳的有機成分在DCLR中具有較高的使用價值，因此DCLR可以作為制備CNT的原料。此外，液化過程中使用的苯二甲酸鹽可以在反應中形成的苯丙酸鹽在一定程度上可以促進CNT的制備。周等人[15]首次以DCLR為起始原材料，通過直流弧放電技術成功合成了大量CNT。這種方式制作出來的CNT長度達幾微米，內徑約80nm，外徑約120nm，具有長而直的特點，且石墨化程度較好。

③碳纖維制備

在過去十年中，有許多關于以煤炭作為制備碳納米/微材料的原材料的論文發表。例如，周等人[16]首次研究了在電弧噴射等離子體條件下直接從DCLR制備碳微纖維（CMFs）。這種方法合成的CMF表面光滑，直徑相當均勻，小于1μm，中心為700nm。

碳泡沫是一種新的功能和結構材料，具有輕量級和細胞結構的特點。Xiao等人[17]通過在DCLR制備的碳泡沫表面種植碳納米纖維（CNFs），合成了碳納米纖維/碳泡沫復合材料。成品CF的細胞大小為300～600μm，CNF的外部直徑約為100nm，長度為幾十微米。

④多孔碳材料制備

多孔碳是一種傳統材料，具有很好的可設計性。其具有較高的比表面積和導電率，同時也有很好的化學穩定性，目前被廣泛應用在超級電容器、高性能電池等方面。李等人[18]以DCLR為原料，通過交聯、固化、碳化一系列操作制備了硬碳負極材料，并對制備的多孔碳材料的結構、組成、儲鋰儲鈉性質進行了系統的研究。分析發現，采用DCLR為原材料制備的多孔碳材料表面光滑，且表現出短程有序、長程無序的亂層微觀結構特點，是一種較難石墨化的碳材料。由DCLR制得的硬碳材料在50mA·g-1電流密度下首次比容量為301.4mAh·g-1，首圈庫倫效率為85.97%。在200mA·g-1的電流密度下循環500圈時，表現出了良好的循環穩定性，在大電流密度循環后能恢復到50mA·g-1電流密度下的可逆比容量，具有優良的倍率性能。

⑤含碳復合物

鑒于碳材料所擁有的諸多優點，現在將碳材料與其他材料進行復合獲得二元或者多元復合材料也是當下的熱點。通過以DCLR為碳源制備出含碳的復合物也是一種重要的轉化利用液化殘渣的方式。

由于DCLR本身就具有稠環芳烴結構，且具有大量的官能團和雜原子，因此Liu等人[19]把DCLR作為兩親性碳材料（ACM）制備儲能電極。又根據DCLR富含硝基和羰基官能團以及易于結構剪裁的特性制備了Fe/ACM復合材料。另外還有將DCLR與氧化石墨烯混合，利用高溫熱退火的方法制備出了石墨烯包覆硬質碳的材料，使得不規則的硬碳顆粒均勻地分布在石墨烯薄層上，形成了有利于離子遷移的孔結構，提高了材料的電導率。研究發現，雖然引入石墨烯對硬碳材料的電荷比容量提升不大，但是以涂層形式包覆硬碳的石墨烯對于硬碳陽極材料的充放電速率提升以及其循環放電穩定性具有非常重要的影響。

3.結論

目前，我國煤炭液化技術的DCLR殘渣利用尚未完全成熟，如生產回收率低、催化劑回收難度大、殘留有效利用等問題尚未解決。但是利用DCLR合成一些高附加值的產品仍可以彌補煤炭液化中有機質重組分的損失。而且從某種意義上說，對余渣利用研究的經濟效益要優于研究煤炭液化工藝改良的效益。到目前為止，殘留物的利用尚未進入工業大規模產業化，但是根據調查，對余渣再利用的投資遠遠低于煤炭液化的投資，這個行業仍處于方興未艾的階段。

目前來說，DCLR處理技術研究的多處于實驗室階段，還未有工業化成熟的裝置。中科合成油技術股份有限公司自主開發的流化床熱解工藝技術[20]用于處理煤溫和加氫熱解所產的液化殘渣已經順利完成5000t/a的中試示范，該技術使煤液化殘渣在流化床中發生熱解反應，流化床具有氣固顆?；旌暇鶆?、溫度場和濃度場均勻、傳熱效率高等優勢，熱解所產油收率高，可連續化運行的優勢，該技術通過了中國石油化學工業聯合會的專家組鑒定，技術指標國際領先，可用于高效回收處理液化殘渣中的餾分油，增加了整體直接液化過程的總油品收率。綜上所述，在今后，對DCLR的回收和處理方面，需進一步研究，投資和工業示范。

同時也應擴大殘留物研究的種類。除目前被研究較多的神華DCLR外，其他煤液化的殘留物也應詳細研究，如高硫煤液化殘留物，與聚丙烯酸酯（PAN）產生的碳纖維相比，高凝結度DCLR制備的碳纖維目前要解決的關鍵是如何將DCLR切成窄段，去除礦物。其他類的渣油例如煉油廠的減壓渣油，催化裂化的含固油漿，石油煉制所產的含固油泥等。

總之，隨著我國煤制油行業的蓬勃發展，液化殘渣的解決問題逐漸被大家所重視，在講究綠色生產和環境保護的大前提下，DCLR的再處理利用是大勢所趨。DCLR的研究也應該更加全面，去探索更多經濟可行、具有大規模應用前景的新技術。