煤气化渣资源化利用研究进展及应用展望

摘要

介绍了煤气化渣的主要来源、危害以及煤气化渣的理化特性,论述了不同煤气化工艺(包括固定床、流化床、气流床)产生的煤气化渣利用的研究现状,讨论了煤气化渣在锅炉掺烧、水泥和混凝土填料、制砖、吸附、工业材料及农业方面的利用现状,展望了煤气化渣的应用前景。目前煤气化渣利用率低,炭灰相互制约,锅炉掺烧和建工建材为主要利用途径,高值化利用大多处在实验室研究阶段。锅炉掺烧是就地解决煤气化渣的主要途径,煤气化渣水分高、残炭较低、热值不够,在实际应用中还应考虑经济效益和对锅炉系统的稳定性影响;建工建材是煤气化渣的规模化消纳路径,但煤气化渣烧失量较高已超过国家和行业标准,残炭属于惰性物质,会影响水泥和混凝土及砖材的质量;吸附在实际工程领域可能会存在水体二次污染、生产技术复杂和投资风险较高等问题,目前仍需结合生产实际进一步优化设计及试验;制备催化剂载体、橡塑填料、碳硅复合材料、聚合氯化铝絮凝剂、陶瓷材料等工业材料是目前研究热点,产品附加值高,但成本高,工艺复杂,大多处于实验室研究阶段,需开发具有可行性的工业路线,进一步拓展煤气化渣高值资源化利用方式,为其高值化利用提供技术支撑;煤气化渣用于沙土改良、堆肥添加剂、重金属降解等方面研究较多,但煤气化渣中的重金属对环境的风险仍需深入研究。为了提高企业经济效益,解决煤气化渣环保难题,针对煤气化渣堆放和填埋现状,基于煤气化渣产量大、碳铝硅资源丰富、比表面积大、孔隙结构发达的特性,建议煤气化渣分级利用,逐步开发工艺简单、可行性强且具有经济效益的煤气化渣灰炭分离利用等技术,适度开发煤气化渣在生态领域的应用,实现煤气化渣的无害化、减量化和资源化。