煤气化灰渣资源化利用策略研究

摘要：煤炭是我国社会经济发展重要的产业，为国民经济发展提供物质基础。

煤化工行业作为其中重要的一个环节，为国计民生提供甲醇、合成氨、天然气、

乙二醇等化工原材料。煤炭具有成分复杂、生产工艺繁琐、原料提纯困难等特点，因此煤化工也是高能耗、高污染的行业。随着人们对环保、绿色、健康理念的重视，我国煤化工行业面临巨大的机遇与挑战，能否解决好行业发展中的环境污染

问题成为制约煤化工加速发展的重要影响因素。基于此，本文就煤气化灰渣资源

化利用策略进行简要阐述。

关键词：煤气化；资源化；利用

近年来，国家提出了科学可持续发展煤化工的理念。而煤气化灰渣占煤化工

固废很大比例，对其进行综合利用是整个煤化工实现绿色可持续发展的重要因素。对煤气化灰渣进行高效合理利用，既可以消除灰渣引带来的环境危害，又可以实

现“化害为利、变废为宝”，节约资源。因此，研究煤气化灰渣资源化途径、开发

灰渣综合利用策略，有益于提高我国自主供应水平，对我国今后合理开发利用资源、保护生态环境、建设资源节约型、环境友好型社会具有重要的意义。

1 煤气化灰渣的特性

随着现代煤化工的发展，气流床气化技术逐渐成为煤气化技术的主流，主要

包括干煤粉加压气化技术和水煤浆加压气化技术两种。气流床气化技术根据煤质

的灰熔点不同，气化操作温度高达1400℃-1600℃，高温合成气夹带着灰渣经过

水浴激冷至220℃左右。灰渣分为细灰和粗渣两种，它们随着气化炉运行条件的

不同而呈现不同的外观形态。细灰为不完全反应的细颗粒，含有20%-40%残碳成分，颜色成灰黑色，比表面积15m3/g，空隙发达。粗渣的残碳含量比较低，一般在1%以下，颜色呈现棕色、灰色、黄褐色的颗粒物质。灰渣成分与气化原料煤

灰分含量、组成以及生产工艺相关，主要取决于煤中的无机矿物质、有机物成分。灰渣成分复杂，主要成分为二氧化硅，大约占39.67%；三氧化二铝大约占

26.77%；四氧化三铁大约占12.80%；氧化钙大约占9.96%；氧化镁大约占2.43%；还要一些残余碳等大约占8.37%。灰渣的化学元素除含有大量的硅、铁、铝、钙、镁、碳外，还含有少量铜、铅、汞、砷、铬、镍、锰、钡、锶等以及微量的有害

元素。另外，煤气化灰渣中还含有少量的放射性元素，比如：铀、钍等。

2 煤气化灰渣的资源化途径

灰渣的利用可以分为多种形式，包括回填结构、填筑路基等低值化形式；制

造水泥等中值化形式和土壤改良、分选化合物等高值化形式，具体形式如下：

2.1 热利用

气化细灰中含有20%-40%残碳，热值较高。在国内有很多工厂尝试将气化细

灰掺烧到锅炉中再次燃烧，但是效果不理想，主要原因为气化细灰的空隙发达，

经过普通脱水处理后，水分仍然高达50%，很难实现气化细灰的输送。宁夏神耀

科技有限责任公司开发的气化细灰脱水干化一体化成套技术是将脱水和干化过程

有机结合，可将气化细灰脱水至20%以下，既提高了细灰的热值，又可解决气化

细灰的输送问题，为气化细灰的燃烧再利用提供技术保证。气化细灰经过再次燃

烧脱碳后，碳含量可降至1%左右，为气化细灰的进一步资源化利用打开了通道。

2.2 回收多种金属

目前，欧美等国家已经成功的采用磁选和筛分等技术从煤气化灰渣中提取出

金属。还有一些工厂采用涡电流成功的分离出有色金属。