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

国内连续试验装置的直接液化残渣软化点一般在 160 ℃ 以上，工业规模残渣的软化点在 130 ℃ 以上，沸点在 300 ℃ 以上。在对液化残渣进行热重分析时发现，整个热解过程一般由 3 个阶段组成：干燥脱气阶段、主要热分解阶段和二次脱气阶段。这与液化残渣的组成和结构特点基本吻合。原残渣从常温开始加热，会随温度的升高而逐渐变软，直至流动，随着温度进一步升高，残渣中的油分会逐渐析出，直至几乎全部析出而生成类似于炭块的固体物质，此时隔绝空气进一步加热，会形成半焦状的多孔物质。对整个热解过程中物质的质量变化进行分析，发现多孔物质主要是部分沥青烯和前沥青烯缩聚而形成的。 1． 3． 2 热解分析方法及热解机理
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

Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄｒｕｌｅｏｆｇａｓｆｒｏｍｄｉｒｅｃｔｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｒｅｓｉｄｕｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓ
ＣＨＡＮＧＳｏｎｇ，ＣＨＵＭｏ，ＣＡＯＷｅｎｈａｎ，ＷＡＮＧＢｏ
（ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）
７００～７５０ｏＣ出现两个极值，分别为１．８６、１．８９Ｌ／ａｒｉｎ。气体组成中Ｈ２含量较高，４５０ — ９００ｏＣ平均体积
分数高达６５％，分别在５００℃ 出现极大值６６．４％和８００℃ 出现最大值７０．２％；Ｈ２析出特点与气体产率相似，呈“ 两段式” 分布。ＣＨ在６００ｏＣ出现最高值２３．８％，ｃＨ在５００ｏＣ出现最高值７．７％，Ｃ０在９００ｏＣ出现极大值９．０％，ｃ０，在残渣热解气中含量较少，分别在５００ｏＣ出现极大值１．１５％和８００℃ 出
（中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京１０００８３）

煤直接液化残渣热解研究现状

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｄｉｒｅｃｔｃｏａｌｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｒｅｓｉｄｕｅｓｐｙｒｏｌｙｓｉｓｆｒｏｍｔｈｅａｓｐｅｃｔｓｏｆｐｙｒｏｌｙｓｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄ
ｐｙｒｏｌｙｓｉｓｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｓｕｍｍａｉｒｚｅｔｈｅｂｅｓｔｐｙｒｏｌｙｓｉｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｒｅｓｉｄｕｅｓａｃｔａｓａｄｉｓｉｎｃｅｎｔｉｖｅｉｎｔｈｅｖｏｌａｔｉｌｅｒｅｌｅａｓｅ
Ｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｄｉｒｅｃｔｃｏａｌｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｒｅｓｉｄｕｅｓｐｙｒｏｌｙｓｉｓ
ＸＵＢａｎｇ，ＣＨＵＭｏ，ＺＨＡＮＧＨｕｉｈｕｉ，ＷＡＮＧＦａｎｇ，ＬＩＵＬｉｘｉｎ
ｐｒｏｃｅｓｓｄｕｉｎｒｇｃｏ－ｐｙｒｏｌｙｓｉｓｏｆｃｏａｌａｎｄｃｏａｌｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｒｅｓｉｄｕｅｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏａｌｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｒｅｓｉｄｕｅｓ，ｉｎｆｄｔｈａｔｔｈｅｒｍａｌｆｌｕｉｄｉｔｙａｎｄｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｒｅｔｈｅｍａｉｎｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｏｆａｍｐｌｉｉｃｆａｔｉｏｎｔｅｓｔｄｕｉｎｒｇｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓ．ＰｒｏｖｉｄｅｔｈａｔｔｈｅＣＯ — ｐｙｒｏｌｙｓｉｓｏｆｒｅｓｉｄｕｅｓａｎｄｌｏｗｒａｎｋｃｏａｌｃａｎｔａｋｅｆｕｌｌａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｒｅｓｉｄｕｅｓａｓｈｙｄｒｏｇｅｎｄｏｎｏｒ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅｔｈｅｃａｔａｌｙｔｉｃｒｅｆｏｒｍｉｎｇｆｏｒｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｐｒｏｄｕｃｔｓｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｏｉｌｙｉｅｌｄａｎｄｑｕａｌｉｔｙ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｘｐａｎｄｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｒｅｓｉｄｕｅｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｂｅｎｅｉｃｆｉａｌｔｏｈｉｇｈａｄｄｅｄ — ｖａｌｕｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｄｉｒｅｃｔｃｏａｌｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｒｅｓｉｄｕｅｓ．

煤直接液化残渣的萃取和利用研究

煤直接液化残渣的萃取和利用研究程时富;张元新;常鸿雁;白雪梅;章序文;李克健【摘要】根据煤液化残渣的组成特点,选取不同馏分段的煤液化油和煤焦油洗油作为溶剂进行了残渣萃取分离实验研究.结果表明,在常温下,溶剂和残渣质量比为2:1时,馏程为137℃～213℃的煤液化油对煤液化残渣的萃取率(干燥基)为22.85％,与煤液化残渣中的正己烷可溶物含量相当;馏程为230℃～317℃的煤焦油洗油,对煤液化残渣的萃取率为44.63％,与煤液化残渣中的四氢呋喃可溶物含量相当.采用煤液化油和煤焦油洗油对煤液化残渣进行了两级萃取分离,得到了萃取物和萃余物,并分别在煤加氢液化循环溶剂和水煤浆制备等应用方面进行了探索性研究.【期刊名称】《煤炭转化》【年(卷),期】2015(038)004【总页数】5页(P38-42)【关键词】煤液化残渣;两级溶剂萃取;萃取物;萃余物【作者】程时富;张元新;常鸿雁;白雪梅;章序文;李克健【作者单位】中国神华煤制油化工有限公司上海研究院,201108上海;中国神华煤制油化工有限公司上海研究院,201108上海;中国神华煤制油化工有限公司上海研究院,201108上海;中国神华煤制油化工有限公司上海研究院,201108上海;中国神华煤制油化工有限公司上海研究院,201108上海;中国神华煤制油化工有限公司上海研究院,201108上海【正文语种】中文【中图分类】TQ529.1;X784煤液化残渣是煤直接液化过程中的非目标产物，约占投煤量的30%[1]，煤液化残渣的利用对液化过程的效率、整个液化厂的经济效益和环境保护等均有不可低估的影响.2011年以来，神华鄂尔多斯百万吨级煤直接液化示范工程实现商业化运转后，如何有效地开发利用年产约70万t的煤液化残渣，成为一个急需解决的课题.煤液化残渣主要是由重质液化油(正己烷可溶部分)、沥青类物质(正己烷不溶-四氢呋喃可溶部分)、未转化煤和无机质组成的.重质液化油约占20%(质量分数)，主要由2环～4环的芳烃和部分氢化芳烃组成.[2]沥青类物质约占30%，主要由多环的缩合芳烃组成，具有芳香度高以及碳含量高的特点.[3]未转化煤是指残渣中不溶于四氢呋喃的有机质，约占残渣总量的30%，无机质主要是由煤中的矿物质和外加的催化剂组成，富集了灰分和硫分，约占残渣总量的20%.许多学者对煤液化残渣的热解性能[4-5]和转化利用[6-11]进行了大量的研究，主要集中在燃烧、气化和加氢转化上.但煤液化残渣气化或燃烧未充分利用残渣的重质液化油和沥青类物质的特性，加氢转化由于残渣中的高灰分，难于实现大规模应用.溶剂萃取是一种有效地将煤液化残渣中的重质液化油、沥青类物质分离出来的方法[12-13]，以往的研究大都采用成本较高的甲苯和四氢呋喃等纯化学试剂作为萃取溶剂.本课题组采用煤液化油作为溶剂对煤液化残渣萃取分离进行了系统的研究，并对沥青类物质的利用进行了基础性研究.[14-16]本实验在前期研发成果的基础上，根据神华煤液化残渣组成和特性，进行煤液化残渣的两级萃取分离实验研究，并对萃取物和萃余物的应用进行了探索性研究，为实现煤直接液化残渣萃取物的综合利用提供方向.煤液化残渣(CLR，简称残渣)取自神华鄂尔多斯百万吨级煤直接液化示范装置，软化点为198.8 ℃，实验前残渣经破碎并筛分，50 μm～150 μm的部分作为萃取原料.萃取溶剂为煤液化油(CLO，简称液化油)和煤焦油洗油(WO，简称洗油)，液化油取自神华鄂尔多斯百万吨级煤直接液化示范装置，并经蒸馏分离得到的不同馏分段；洗油来自神华乌海焦油厂.两种溶剂油的基本组成及性质见表1(表1中IBP为初馏点，EP为终馏点).实验前，通过将其蒸馏切割成不同的馏分段作为萃取溶剂.残渣的萃取分离和综合利用流程[14]见图1.残渣经过一级萃取分离和溶剂回收后，得到一级萃取物和一级萃余物，一级萃取物经过适度加氢后作为煤液化的循环溶剂使用，一级萃余物再经过二级萃取分离和溶剂回收，得到二级萃取物和二级萃余物，二级萃取物可作为黏结剂或炭材料的原料，二级萃余物可进行气化或燃烧.残渣的萃取分离实验在带内置过滤器(精度1 μm～10 μm)的5 L搅拌釜装置上进行(见图2).残渣和溶剂按一定比例加入至搅拌釜反应器中，采用N2置换、密封，在一定的温度和时间下完成萃取，萃取混合物通过内置过滤器完成过滤，采用德国i-FISCHER DIST D2892MC-10L型自动实沸点蒸馏仪回收滤液中的萃取溶剂，得到萃取物；通过升温干燥回收滤饼中的溶剂，得到萃余物.根据不同溶剂对残渣的萃取率，选定两种合适的萃取溶剂进行残渣萃取，尽可能地将残渣中的重质油和沥青类物质分离开来，得到一级萃取物(1st extract)、二级萃取物(2nd extract)、一级萃余物(1st remain)和二级萃余物(2nd remain)，并将一级萃取物和二级萃余物分别在煤液化循环溶剂和水煤浆制备中进行探索性应用研究. 残渣、萃取物和萃余物的工业分析执行GB/T 212-2008标准，元素分析执行GB/T 476-2001标准，软化点执行ASTM3461标准，采用溶剂抽提法，按照GB/T 2292-1997标准进行族组成分析，其中正己烷可溶部分(HS)为重质油，正己烷不溶-甲苯可溶部分为沥青烯(A)，甲苯不溶-四氢呋喃可溶部分为前沥青烯(PA)，四氢呋喃不溶部分(THFIS)为未转化煤和灰分.热重分析在SDTQ600热重分析仪上测定，氮气气氛，流量100 mL/min，以10 ℃/min的速率由室温升温至1 000 ℃.残渣一级萃取和二级萃取的萃取率wE1和wE2的计算公式如下：式中：m1为残渣原料的质量(干燥基)；m2为一级萃余物的质量(干燥基，扣除其中的残留溶剂，并忽略萃取滤液中的不溶物)；m3为二级萃余物的质量(干燥基，扣除其中的残留溶剂，并忽略萃取滤液中的不溶物).煤液化高压釜反应的煤转化率wL计算公式如下：式中：mC为原煤的质量(干燥无灰基)；mUC为未反应煤的质量(干燥无灰基).采用洗油和不同馏分段的液化油作为溶剂，进行残渣的萃取分离实验，结果见表2. 由表2可以看出，在相同的萃取条件下，随着液化油馏分的升高，对残渣的萃取率也逐渐升高，馏程为137 ℃～213 ℃的液化油对残渣的萃取率为22.85%，与残渣中的正己烷可溶物含量相当(见表1)，选定其作为残渣的一级萃取溶剂；而洗油对残渣的萃取率为44.62%，比相近馏分段230 ℃～316 ℃液化油的萃取率高，主要是因为洗油未经过加氢处理.[17]相对于煤液化油，洗油组分与残渣中的重质油和沥青质的组成更接近，对残渣的萃取率高，因此选定洗油作为残渣的二级萃取溶剂.根据不同溶剂对残渣萃取效果的差异，选取煤液化油(137 ℃～213 ℃馏分)和洗油作为溶剂对残渣进行两级萃取，结果见表3.由表3可以看出，在34 ℃，质量比为2∶1时，采用煤液化油(137 ℃～213 ℃馏分)对煤液化残渣进行了一级萃取，萃取率为23.97%；在180 ℃，质量比为2∶1时，采用洗油对一级萃余物进行了二次萃取，萃取率为26.61%.同时，得到了萃取物和萃余物的工业分析、元素分析和组分分析数据，并与残渣原料进行了比较(见表4).由表4可以看出：1) 经过液化油的一级萃取分离后，相对于残渣，一级萃余物中HS含量降低至1.67%，而THFIS含量升高至66.37%，表明残渣中的大部分HS被CLO选择性地萃取出来；2) 一级萃取物中的灰分(0.05%)、S含量(0.04%)相对于残渣大大降低，而一级萃余物中的灰分和S含量反而升高，表明残渣中的硫主要是以无机硫的形态存在，与灰分一起被分离出来；3) 二级萃余物中的HS，A和PA总和为7.13%，而THFIS为92.87%，表明洗油能将残渣中的大部分THFIS萃取出来，而少量的THFIS是由于未干燥的萃余物中残留洗油溶解的沥青类物质造成的；4) 比较一级萃取物与二级萃取物的元素分析，可以发现二级萃取物的n(C)∶n(H)比一级萃取物的高，表明二级萃取物中的分子芳环缩合程度比一级萃取物高；比较二者组分分析，可以发现二级萃取物的THFIS比一级萃取物的高，HS 比一级萃取物的低，说明二级萃取物中的组分比一级萃取物重.图3为煤液化残渣及萃取物和萃余物的热重曲线.由图3可以看出，950 ℃时，一级萃取物、二级萃取物、残渣、一级萃余物和二级萃余物的失重率分别为75.28%，55.77%，37.02%，25.11%和20.49%，与挥发分数据(见表4)基本一致.残渣、萃取物及萃余物在250 ℃～550 ℃都有失重，一级萃余物和二级萃余物失重率较小(lt;20%)，是由其中的HS和A含量较低造成的；一级萃取物、二级萃取物和残渣的失重由250 ℃开始，主要是HS和A的失重造成的，一级萃余物和二级萃余物的失重由300 ℃开始，是由其中轻质组分A的失重造成的；一级萃余物和二级萃余物在550 ℃后基本不失重，而残渣、一级萃余物和二级萃余物在700 ℃～800 ℃还有一定的失重，是由残渣及其萃余物中的无机质受热分解造成的.在神华煤直接液化工艺[18]中，经减压蒸馏得到的煤液化粗油，经过适度加氢后，分离出其中gt;260 ℃的馏分作为煤液化循环供氢溶剂使用.而煤液化残渣的一级萃取物重质油含量为66.77%，可掺配至煤液化粗油中作为循环溶剂，一方面可以解决煤液化循环溶剂轻质化的问题；另一方面可以提高煤液化油的收率.将一级萃取物与煤液化油按照3.6∶96.4的质量比配制成加氢原料油，通过30 mL/h加氢微反装置进行加氢后，再分离出其gt;260 ℃的馏分作为煤液化循环溶剂，在500 mL高压釜中考察其对煤液化反应的影响.未掺加一级萃取物的煤液化油简称为CLO，掺加一级萃取物的煤液化油简称为CLOE，其加氢后的产物分别简称为CLOH和CLOEH.CLO，CLOE，CLOH和CLOEH的组成和性质见表5.由表5可以看出，掺加3.6%的一级萃取物后，原料油的密度由0.974 5 g/cm3增至0.984 8 g/cm3，黏度由4.59 mm2/s增至5.58 mm2/s，硫含量由111 μg/g 增至136 μg/g，氮含量由0.25%增至0.39%，n(H)∶n(C)由1.344 0降低至1.315 0，供氢指数(PDQI，指每克溶剂中的Hnβ毫克数)由14.99降至10.87，单环芳烃含量由44.0%降至42.1%，双环芳烃含量由24.2%降至23.6%；胶质(pectin)含量由8.4%升高至9.7%.经过加氢后，CLOH和CLOEH的密度、黏度、硫含量、氮含量和胶质含量都降低，而n(H)∶n(C)分别升高至1.489 0和1.469 1，PDQI分别升高至24.52和23.68.以加氢后gt;260 ℃的馏分作为溶剂，在500 mL高压釜中考察其对煤液化反应的影响，具体数据见表6.由表6可以看出，与未掺gt;260 ℃溶剂油相比，掺一级萃取物的加氢后gt;260 ℃溶剂油的煤液化反应，煤的转化率基本不变，氢耗由4.71%降低至4.43%，降幅为5.94%；液化油收率由54.75%降至53.63%，降幅为2.04%；沥青类物质收率由14.86%增至15.81%，增幅6.39%，这可能是由CLOEH的供氢性能较CLOH偏低造成的，但总体上看，残渣的一级萃取物作为循环溶剂，替代出煤液化油中的轻组分，增加煤液化工艺的整体油收率.将二级萃余物粉碎后，在添加剂加入量都为0.3%(干基/干粉，质量分数)下，单独或与神东煤一起配制水煤浆，考察其成浆性能.水煤浆的浓度按照GB/T 18856.2-2008测定，黏度按照GB/T 18856.4-2008测定，流动性和稳定性采用目测方法测定.流动性分三个等级：A，连续流动；B，间断流动；C，不流动.稳定性是将被测试样品密闭静置8 h后，插棒观测：A级，浆体保持其初始状态，无析出水和沉淀产生；B级，存在少量的析水或少许软沉淀产生；C级，有沉淀产生，密度分布不均，但经搅拌作用后可再生；D级，产生部分沉淀或全部硬沉淀.具体数据见第42页表7.由表7可以看出，单独采用二级萃余物配制水煤浆时，其质量分数可达76.49%，且稳定性和流动性都较好，而单独采用神东煤配制相同稳定性和流动性的水煤浆时，其质量分数只有60.29%.为防止增加后续气化炉或锅炉的脱硫、脱灰负担，采用神东煤与二级萃余物按照质量比4∶1配制水煤浆，其质量分数可达到64.46%，且稳定性和流动性均达到了采用煤配制的水煤浆的指标.1) 在室温下，溶剂与残渣质量比为2∶1时，馏程137 ℃～213 ℃煤液化油对残渣萃取率为22.85%，与残渣中的HS含量相当，洗油对残渣的萃取率为44.63%，与残渣的THFIS含量相当.2) 一级萃取物掺加至煤液化油中，通过加氢后，可作为煤液化循环溶剂使用.3) 采用二级萃余物配制的水煤浆，最高浓度达到76.49%，且稳定性和流动性都较好.【相关文献】[1] 舒歌平，史士东，李克健.煤炭液化技术[M].北京：煤炭工业出版社，2001:179-185.[2] 谷小会，周铭，史士东.神华煤直接液化残渣中重质油组分的分子结构[J].煤炭学报，2006，31(1):76-80.[3] 谷小会，史士东，周铭.神华煤直接液化残渣中沥青烯组分的分子结构研究[J].煤炭学报，2006，31(6):785-789.[4] 周俊虎，方磊，程军，等.神华煤直接液化残渣的热解性能研究[J].煤炭学报，2005，30(3):349-352.[5] 李军，杨建丽，刘振宇.煤直接液化残渣的热解特性研究[J].燃料化学学报，2010，38(4):1-6.[6] 崔洪，杨建丽，刘振宇，等.煤直接液化残渣的性质及气化制氢[J].煤炭转化，2001，24(1):15-20.[7] 方磊，周俊虎，周志军，等.煤液化残渣与褐煤混煤燃烧特性的实验研究[J].燃料化学学报，2004，34(2):245-248.[8] 颜丙峰，杜淑凤，张晓静.煤液化沥青脱除灰分的研究[J].煤炭转化，2013，36(2):33-35.[9] Li Jun,Yang Jianli,Liu Zhenyu.Hydro-treatment of a Direct Coal Liquefaction Residue and Its Components[J].Catal Today,2008,130(2/4):389-394.[10] 周颖，张艳，李振涛，等.以煤炭直接液化残渣为原料制备炭纳米管[J].煤炭转化，2007，30(3):41-44.[11] 王国龙，徐蓉，张德祥，等.煤液化残渣加氢性能[J].石油学报(石油加工)，2009，25(5):747-751.[12] 刘朋飞，张永奇，房倚天，等.神华煤直接液化残渣超临界溶剂萃取研究[J].燃料化学学报，2012，40(7):776-781.[13] 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液化残渣热解

煤液化残渣热解研究进展在煤直接液化产物分布中，煤液化残渣的量占到30%左右。

残渣是一种高炭、高灰、高硫的物质，其有效利用不仅可以解决环境污染，而且将对煤液化过程中的热效率和经济性产生很大的影响。

与煤的转化相同，热解同样是残渣转化和利用的重要手段。

煤液化残渣的热解特性对其后的燃烧和气化等有着重要的影响。

残渣热解的研究一直受到研究者的重视。

一般来说煤液化残渣需要和多种物质共热。

Taguchi等研究发现，残渣热解活化能小于原煤的热解活化能，随升温速率增加，交联和缩聚反应加剧，使反应活化能增加。

Benito等研究了残渣的低温热解特性，认为残渣热解为一级反应，活化能为61kJ/mol。

Cui等对残渣中的四氢呋喃不溶物进行研究，发现有机挥发分的收率随着液化苛刻度的增加而降低。

Steedan等在前沥青烯加氢热解研究中发现，前沥青烯在实验条件下加氢，油产率达到38%, 在惰性气氛下油产率为25%，前沥青烯的杂原子大多残留在半焦中。

楚希杰等通过热重分析技术考察了神华煤直接液化残渣的热解特性。

结果表明,和煤热解相比，在相同条件下残渣热解具有更大的失重率和失重速率。

残渣热失重分为三个阶段，在173℃以前为残渣热解，第一阶段；从173℃～510℃是残渣热解第二阶段，此阶段为残渣的主要失重阶段；510℃以后是残渣热解的第三阶段，在这个阶段残渣继续失重，此阶段的失重是由于残渣的二次分解和残渣中的矿物质分解造成的。

通过比较脱油前后残渣热失重曲线发现，残渣主要失重是由于残渣中重质油、沥青烯以及前沥青烯的热解以及挥发造成的。

通过脱灰残渣的热解发现，与原残渣相比，脱灰后残渣的失重量变小，矿物质的分解和残渣中有机组分的缩聚是温度高于649℃以后残渣失重的主要原因。

由热解特征参数看出，脱油残渣的初始热解温度，最大失重温度以及剧烈热解终温均高于原煤，说明和原煤相比，脱油后残渣中惰性组分不易热解。

与原煤和四氢呋喃脱油渣相比，残渣具有最大的失重速率，这是由于残渣中含有大量重质油、沥青烯以及前沥青烯造成的。

煤直接液化与残渣热解技术

煤直接液化与残渣热解技术在技术迅速发展的今天，我国煤直接液化技术不断成熟，保持稳定的产业化发展。

相关企业多年运行实践证明，煤直接液化与残渣热解技术相融合，既可以提高整体循环系统经济效益，又能最大程度上较少排放，保护生态系统。

标签：煤直接液化；热解；温度煤直接液化可为市场提供密度大，洁净的高质量油品，同时又能满足现代社会对环境友好可持续发展的呼吁。

煤直接液化在工艺流程中会不可避免的产生液化残渣，若不合理利用，对经济和环境都会造成较大损失。

煤化工相关企业以煤直接液化的残渣为底料经过各种化学工艺获得沥青，然后沥青再开发碳制品进入市场中，最后能够保证残渣的高附加值利用。

本文对煤直接液化后的残渣热解技术进行相关分析，以期为液化残渣处理提供理论依据。

1 煤直接液化和残渣研究现状由于石油的需求量不断上升而地球储量不断减少，全球面临石油原料短缺危机，煤直接液化技术是解决这一问题最佳途径之一。

二战前后，德国，澳大利亚，前苏联，美国等开始了对煤直接液化这一技术的研究，我国在70 年代也加入了煤直接液化的研究，并对产业发展做了详细规划，前后制定了多种政策促进煤直接液化的研究发展。

液化残渣是煤直接液化的副产物，残渣含有较高炭灰和硫，通过减压蒸馏这种工艺最后得到的残渣一般呈现半流动状态。

2 液化残渣主要成分液化残渣通常是一些高炭类，高灰高硫类成分，一般是反应中矿物质、催化剂及未完全反应的煤构成，其性质主要由液化煤的材料种类、相关工艺条件及固液分离技术等因素所影响。

残渣的粘度随着灰分和炭含量的指数的增大而表现出升高趋势，而黏结性越大，残渣处于熔融时的流动性就越差，但这种情况下挥发分含量特别高，发热量也就更高[1]。

同时灰分里的铁氧化物和硫氧化物含量较原来上升较多，残渣组分中油类物质占得比例较高，回收价值很可观。

3 液化残渣的热解特性近几年国内外许多学者研究了液化残渣的热解特性，主要研究了不同热解温度对残渣的组成性质及残渣的干馏半焦产率的影响。

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。

煤气化渣的产生与应用现状

煤气化渣的产生与应用现状摘要：由于我国煤、气、油储量的严重不平衡，导致煤化工行业的持续快速发展，煤化工产业已经遍布全国各地，煤化工渣的处理已经成为煤化工企业能否正常生产的重要瓶颈。

因此，如何有效地利用煤气化过程排放出的固体废物将是人们日益关注的焦点问题。

基于此背景，本文通过介绍煤气化定义及各类煤气化技术的过程及特点，分析煤气化过程排放出的固体废物的产生与危害。

依据煤气化渣优异的物理和化学性质，总结其在土壤改良剂及硅肥、吸附材料、建材等其他领域的应用现状，期望本文的研究为煤气化技术的改进和发展做出贡献。

关键词：煤气化，煤气化渣，应用现状1.引言针对石油危机以来的相关问题，各国广泛地开展了煤气化技术的研究，目前为止，已开发出近百种煤气化技术。

我国各地的煤气化炉型也有很多种类。

随着我国煤化工行业的继续发展，煤气化渣的年产量的继续增加，为了减小煤气化工业所带来的环境污染，增加煤气化产业的附加值，同时对其产生的煤气化渣进行高效开发和利用，煤气化相关的研究不可或缺。

2.煤气化的定义和分类煤气化是一个热化学的反应过程，以煤炭或煤焦为原料，以氧气（空气、纯氧或富氧）、水蒸气或氢气等作为气化剂，在高温条件下，通过化学反应将煤炭或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的工艺过程。

气化时所得可燃气体称为煤气，主要含有一氧化碳和氢气，对于作化工原料用的煤气一般称为合成气，进行气化的设备称为煤气发生炉或煤气化炉。

按煤气化炉内煤炭与气化剂的反应形式来分类，气化技术可以分为固定床（移动床）气化炉、流化床（沸腾床）气化炉、气流床气化炉和熔融床气化炉。

2.1固定床气化固定床气化也称为移动床气化，固定床是一般以块煤或焦煤为原料。

煤与气化剂分别从气化炉炉顶、底加入。

流动气体的上升力不致使固体颗粒处于相对较固定的状态，床层高度也基本保持不变，因而称为固定床气化。

另外，从宏观的角度来看，由于煤从炉顶加入，含有残炭的炉渣从炉底排出，气化过程中，煤粒在气化炉内逐渐并缓慢往下移动，固称为移动床气化。

煤气化细渣资源化利用途径及发展趋势

煤气化细渣资源化利用途径及发展趋势新疆天业汇合新材料有限公司,新疆石河子市 832000摘要：目前，煤气化渣产量大、利用率低、处理成本高且存在环境威胁，堆存和填埋仍是煤气化渣的主要处置方式。

煤气化渣由于含碳量高而不能直接应用于水泥和混凝土，另外煤气化渣虽具有一定热值，但由于水分高、杂质多和含碳量低不满足锅炉燃烧要求，不能直接大量用于掺烧。

当前煤气化渣的利用大多处于实验室研究阶段，成熟且可以借鉴的实践工程经验有限。

如何将煤气化渣中的残炭及较丰富的硅铝铁等资源进行有效利用迫在眉睫。

关键词：煤气化细渣；资源化；利用；发展趋势1煤气化细渣的产生煤气化技术是清洁高效利用煤炭资源的重要途径之一，是将经过处理的煤炭送入气化炉中经过一定压力和温度，使得煤炭转化氢气、甲烷、一氧化碳等一系列化工产品的过程。

煤气化过程中气化炉炉内温度根据原煤种类和气化炉的类型从800~1700 ℃不等。

煤炭在气化炉内部会逐渐融化在底部形成熔融状态的粗渣，一些飞灰则跟随产物进入到净化装置中沉积下来，成为煤气化细渣。

碳的转化受到温度、压力和煤粒尺寸等因素的影响。

煤在气化炉的高温高压下将会发生复杂的物理化学反应，产生的煤气化细渣由于气化炉的高温灼烧，内部化学性质较为稳定，含有超过20%（质量分数）的碳未被燃烧。

煤气化细渣粒径在50~200 μm之间的质量占比为72%，形状一般呈球形颗粒和不规则蜂窝孔形颗粒，表面氧化严重，比表面积可达258.29 m2/g，粗糙度大，燃烧特性与劣质烟煤相当，着火温度在601.6 ℃左右，由于含有较多碱金属氧化物，因此煤气化细渣pH值大多为碱性。

煤气化细渣一般为灰黑色粉末状，细渣成分与煤种、生产工艺以及运行工况相关，主要取决于煤中的无机、有机组分，煤气化细渣中的无机组分主要由钙铁铝硅酸盐和矿物质熔体组成，有机组分主要为未充分燃烧的残碳并且分散在无机组分中。

我国部分产煤地区煤气化细渣化学组成，煤气化细渣主要由C、SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、Na2O组成，重金属元素Zn、Cu、Mn和Cr大多集中在煤气化细渣中且含量都大于50 μg/g。

国内外煤炭液化的技术现状

2-1 煤炭的直接液化技术
煤炭的直接液化技术
2
5
3
4
1
反应机理
煤质要求
催化剂
工艺
供氢溶剂
2-1-1 煤炭直接液化的反应机理
煤在热解过程中，生成的游离基从供氢溶剂中取得氢而稳定下来，生成分子量较小的产物。
煤在加氢液化过程中，在一定的温度下（300°C）时，煤的化学结构中键能最弱的部分开始断裂成自由基碎片：R - CH2 - CH2 - R′v R → CH2 +R′- CH2
2-1-5 直接液化工艺-日本NEDOL工艺
该工艺以黄铁矿为催化剂，催化剂加人量为4％，也不进行催化剂回收。反应压力为19 MPa，反应温度为460℃。
其主要特点是循环溶剂全部在一个单独的固定床反应器中，用高活性催化剂预先加氢，使之变为供氢溶剂。液化粗油经过冷却后再去进行提质加工。液化残渣连同其中所含的重质油即可进一步进行油回收，也可直接用作气化制氢的原料。现已完成0．01t／d、0．1t／d、lt／d以及150t／d规模的试验研究。
煤岩组成
镜质组和壳质组是活性组分，易加氢液化，而惰质组难液化或根本不能液化
矿物质组成及含量
矿物质的含量越低越好，5%左右最好，最大不超过10%
铁系催化剂
包括含铁的天然矿石、含铁的工业残渣和各种纯态铁的化合物（如铁的氧化物、硫化物和氢氧化物）。
金属卤化物
如ZnCl2、SnCl2等，属酸性催化剂，裂解能力强，但是对煤液化装置设备有较强的腐蚀作用
3-3 合成技术经济对比
*
项目
煤直接液化
煤间接液化（浆态床）
例1
例2
例1
例2
规模，kt/a
998.1

煤直接液化残渣萃取技术现状及发展趋势

煤直接液化残渣萃取技术现状及发展趋势苗强【摘要】为实现煤液化残渣的高效利用,分析了煤直接液化残渣特性,论述了煤直接液化残渣经萃取提取高附加值有机物,如沥青和重油的研究现状,阐述了煤直接液化残渣萃取溶剂的种类、萃取工艺条件的选择以及萃取物的性能和用途等,提出了煤直接液化残渣萃取技术的发展趋势.采用合适的萃取剂和萃取条件可从液化残渣中萃取出制备沥青的原料和可作为液化循环溶剂使用的油分,萃取剂可包括各种已知的常规萃取溶剂及其混合物、离子液复合萃取剂和各种煤液化或石化馏分油,萃取出的沥青类物质可制备高级碳材料,特别是碳纤维材料,萃取出的油分可用作煤液化循环溶剂或燃料.提出未来应开发针对煤直接液化残渣的高效、低廉的新型有机溶剂萃取剂,研究多步或多级萃取工艺,实现萃取工艺的进一步优化和简化,形成萃取工艺和其他工艺,如加氢裂化工艺和加氢精制工艺结合的复合工艺.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2015(021)001【总页数】5页(P56-60)【关键词】煤直接液化;残渣;萃取;沥青;溶剂【作者】苗强【作者单位】北京低碳清洁能源研究所,北京 102209【正文语种】中文【中图分类】TQ53;TD849煤炭是我国最重要的能源资源，其清洁高效利用是我国能源安全保障的重要战略，是保障我国能源供给、改善“富煤、贫油、少气”能源结构和降低环境污染的重要途径。

其中煤炭直接液化技术是实现煤炭清洁高效利用的有效途径之一，但煤炭直接液化在获得液体燃料的同时，也会产生占原煤质量分数20%～30%的煤直接液化残渣[1]。

煤直接液化残渣中含有丰富的煤基沥青前体和少量未分离的重质油，其中沥青前体芳碳率高，基本组成单元是多环、稠环芳烃及其衍生物[2]，易发生聚合和交联，是制备功能碳材料的优质前驱体，但沥青结构复杂，其芳环团簇结构除了包括C、H原子外，还含有S、N和O等杂原子，需要经氧化或热缩合等复杂过程对沥青原料进一步改质，以降低杂原子含量和调控芳香环团簇结构，以满足高性能碳材料的制备要求。