中國(guó)是世界最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)，在如今石油天然氣緊缺的形勢(shì)下，實(shí)施煤炭資源的清潔、高附加值轉(zhuǎn)化的加工利用途徑具有重要的戰(zhàn)略意義。然而煤炭在消耗和利用的過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)品和廢棄物，煤焦油渣就是其中的廢棄物之一。煤焦油渣是煤在氣化和焦化過(guò)程中，在高溫條件下生成的高沸點(diǎn)有機(jī)化合物在冷凝時(shí)與煤氣中夾帶的煤粉、固體微粒等混雜在一起而形成的。隨著煤化工的快速發(fā)展，生產(chǎn)能力的不斷擴(kuò)大，產(chǎn)生的煤焦油渣的數(shù)量也逐漸增加。
煤焦油渣
早在1976年，美國(guó)資源保護(hù)與回收管理?xiàng)l例就已明確規(guī)定煤焦油渣是工業(yè)有害廢渣，需嚴(yán)格對(duì)這類廢渣的處理。我國(guó)環(huán)?？偩置魑囊?guī)定焦化廠產(chǎn)生的煤焦油渣屬于危險(xiǎn)固體廢棄物，應(yīng)集中進(jìn)行無(wú)害化處理。煤焦油渣為工業(yè)廢渣，直接外排會(huì)對(duì)農(nóng)田、地下水和大氣等周?chē)h(huán)境造成嚴(yán)重污染，所以必須對(duì)其進(jìn)行合理地處理。此外，煤焦油渣中還含有大量的固定碳和有機(jī)組分，具有較高的發(fā)熱量，如果能將之化害為利、變廢為寶，則是解決煤焦油廢渣的比較好途徑。
在煉焦生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生的高溫焦?fàn)t煤氣在集氣管或初冷凝冷卻的條件下，一些高沸點(diǎn)的有機(jī)化合物由氣體冷凝成煤焦油半固體，與此同時(shí)，煤氣中夾帶的煤粉、半焦等混雜在煤焦油中，形成帶有粘性的煤焦油渣。
一般焦化廠煤焦油渣主要有3個(gè)來(lái)源：一是來(lái)源于機(jī)械化焦油氨水澄清槽，由于相對(duì)密度較大，煤焦油渣沉積在澄清槽底部，通過(guò)刮板機(jī)呈半固體狀態(tài)連續(xù)排出，是焦化廠中煤焦油渣的主要來(lái)源；二是經(jīng)自然沉降后的焦油，為除去其中更細(xì)微的細(xì)渣，用超級(jí)離心機(jī)進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行分離，分離出來(lái)為含渣量較高的半液體狀的煤焦油渣；其余為焦油貯槽自然沉降后的清槽煤焦油渣，稠度介于機(jī)械化澄清槽焦油渣和超級(jí)離心機(jī)焦油渣之間，此焦油渣產(chǎn)量較少。這3類焦油渣構(gòu)成了焦化廠的主要煤焦油廢渣。
煤氣化技術(shù)是煤在特定的設(shè)備內(nèi)，于一定溫度及壓力下使煤中有機(jī)質(zhì)與氣化劑發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，將固體煤轉(zhuǎn)化為含油CO、H2、CH4等可燃?xì)怏w和CO2、N2等非可燃?xì)怏w的過(guò)程。魯齊爐加壓氣化技術(shù)作為固定床連續(xù)塊煤氣化技術(shù)，因其單爐生產(chǎn)能力大、技術(shù)成熟、適應(yīng)性強(qiáng)，在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用
煤焦油渣呈黑色泥砂狀，易黏結(jié)成塊。表觀上由水、焦油和粉塵組成，有粘性，經(jīng)自然晾干或烘干后形成細(xì)小顆粒，主要處于小顆粒不規(guī)則非晶相狀態(tài)。煤焦油渣的主要成分是苯類、酚類、多環(huán)芳烴、焦油等有機(jī)物質(zhì)以及煤粉、焦粉等，其中重金屬含量較少。從相關(guān)數(shù)據(jù)得知，幾種煤焦油渣的發(fā)熱量都較高，均大于7500cal/g，均含大量的固定碳和有機(jī)揮發(fā)物，而灰分和含硫量都較低，具備很高價(jià)值的可回收二次利用能源。
近年來(lái)，隨著煤化工生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，大部分企業(yè)不能對(duì)其生存過(guò)程中產(chǎn)生的大量煤焦油渣進(jìn)行很好地回收處理和利用。而是隨意堆放或丟棄。久而久之，大量的的煤焦油渣不僅占用大量空間給企業(yè)帶來(lái)儲(chǔ)存負(fù)擔(dān)，還會(huì)因雨水沖刷，對(duì)周?chē)h(huán)境和地下水造成嚴(yán)重污染，另外，煤焦油渣中揮發(fā)分子也會(huì)嚴(yán)重污染周?chē)諝猸h(huán)境。據(jù)先關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，若將煤焦油渣直接作為燒磚燃料使用，基于500~800℃的燃燒溫度，燃燒過(guò)程中氧氣供應(yīng)不足容易導(dǎo)致燃燒不充分，從而產(chǎn)生大量含有多環(huán)芳烴等有毒物質(zhì)的廢氣排入空氣中，造成大氣污染嚴(yán)重。因此，對(duì)煤焦油渣進(jìn)行合理處理和二次回收利用稱為企業(yè)當(dāng)期亟需解決的問(wèn)題之一。
將煤焦油渣在無(wú)氧或缺氧的條件下，高溫加熱使有機(jī)物分解。將有機(jī)物的大分子裂解稱為小分子的可燃?xì)怏w、液體燃料和焦炭，從而獲得可燃?xì)怏w、燃料油和焦炭等化工產(chǎn)品。王穎公開(kāi)了一種煤焦油渣的處理方法，該方法首先將煤焦油渣進(jìn)行離心分離得到焦油、水和渣，然后將渣加熱到400~500℃，進(jìn)一步分離焦渣中的焦油和水，最后將剩渣再加熱到600~900℃進(jìn)行碳化制成焦炭，并與煉焦配煤混合燃燒，解決了其直接與配煤混合使用引起的焦?fàn)t干餾熱量上升的問(wèn)題。
煤焦油渣熱解處理設(shè)備及產(chǎn)物
此外，煤焦油渣作為固體廢棄物，成本可以忽略不計(jì)，由于含有大量的碳?xì)浠衔铮酝ㄟ^(guò)熱解分離得到的分離產(chǎn)物進(jìn)一步處理可制成其他高附加值的化工品。徐田采用煤焦油渣碳化爐并在負(fù)壓0.3Mpa和350℃的條件下對(duì)煤焦油渣進(jìn)行熱解，使之分離成焦油和渣。然后焦油與加入的添加劑作用生成焦油樹(shù)脂，而剩渣則與加入的添加劑生成醒沒(méi)或碳棒作為燃料使用。該方法有效地回收率有用物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了資源的回收再利用。
煤焦油渣熱解處理設(shè)備
煤焦油渣熱解處理技術(shù)對(duì)煤焦油渣成分的適應(yīng)性能力強(qiáng)，幾乎不會(huì)造成二次污染，但缺點(diǎn)是能耗略高。
煤焦油渣是煤化工行業(yè)中的副產(chǎn)物，含有有毒、有害的物質(zhì)，對(duì)環(huán)境影響不利，必須對(duì)其進(jìn)行合理有效的處理?，F(xiàn)今，雖然一些煤焦油渣處理技術(shù)已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，但仍然存在著許多問(wèn)題，因此對(duì)煤焦油渣的開(kāi)發(fā)和利用仍舊是不少科研工作者研究的重點(diǎn)。從以上分析可知，熱解分離技術(shù)對(duì)煤焦油渣成分的適應(yīng)能力強(qiáng)，幾乎不會(huì)造成二次污染，但存在能耗較高的缺點(diǎn)。所以，首先將油、渣分離，然后對(duì)油和渣進(jìn)行分別再處理，達(dá)到節(jié)約處理成本，利用充分，利潤(rùn)最大。如果后期能將渣制成活性炭或其他復(fù)合材料等，該處理方案可以合理、有效地充分利用資源，真正做到變廢為寶、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展路徑，實(shí)現(xiàn)碳中和。
以上材料引自王雄雷等所著《煤焦油渣處理技術(shù)的研究進(jìn)展》，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除。
陜西煤焦油渣熱解處理設(shè)備
河南東盈煤焦油渣熱解處理設(shè)備技術(shù)成熟，且在國(guó)內(nèi)陜西已有成功項(xiàng)目落地，年處理量達(dá)40000噸規(guī)模，實(shí)現(xiàn)煤焦油渣的減量化、無(wú)害化、資源化回收處理。
