李文虎，高永生，刘强，王润斌
（陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司，陕西 榆林718500）
［摘 要］陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司多元料浆气化系统年均产生的炉渣（粗/细渣，粗渣水分35%～40%、总碳含量26%～33%，细渣水分60%～70%、总碳含量45%～50%）量高达700 kt以上，一直作为固废采取送厂外渣场填埋的方式处理，随着榆林能化煤化工产业规模的扩大，气化渣堆存量及填埋量持续增加。为此，近年来榆林能化就气化渣处理及其应用进行了一些探索与实践，2021年6月气化粗/细渣综合利用项目（气化渣分级利用，产物为产品精煤、产品煤泥、返运废渣）立项，2024年2月试车，2024年6月停车优化，2024年8月底的性能考核显示气化渣的综合利用率达76.08%，预计原料炉渣处理规模可达1 224 kt/a，形成了一套完整的气化渣洗选处理再利用技术方案与运行装置。接下来将不断总结经验、优化改进，力争实现气化粗/细渣综合利用率达95%以上。
［关键词］多元料浆加压气化炉；气化渣；特性分析；气化粗/细渣综合利用项目；试车情况；性能考核；优化改进
［中图分类号］TQ546 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）06-0013-04
0 引 言
陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司（简称榆林能化）一期1 800 kt/a甲醇联合装置（以煤+天然气为原料，含600 kt/a煤基甲醇装置，3台气化炉两开一备）于2014年6月28日一次性原始开车成功产出合格甲醇，二期1 920 kt/a甲醇联合装置（以煤+天然气为原料，含700 kt/a煤基甲醇装置，3台气化炉两开一备）于2020年12月22日一次性原始开车成功产出合格甲醇，目前2套甲醇联合装置均已实现达产达效，总体运行情况良好。榆林能化一期、二期煤基甲醇装置主生产工艺均为多元料浆气化、绝热耐硫部分变换、林德低温甲醇洗（一期系统采用全贫液流程，二期系统采用半贫液流程）及戴维甲醇合成工艺（一期、二期甲醇联合装置共2套甲醇合成系统）等。
榆林能化一期、二期气化系统均采用西北化工研究院的多元料浆加压气化技术（气化炉设计操作压力6.5 MPa、设计操作温度1 320 ℃），两期气化系统承担着供应1 300 kt/a甲醇装置生产原料气（粗合成气）的任务。据统计，两期气化系统年均产生的炉渣（粗/细渣）量高达700 kt以上，粗渣水分35%～40%、总碳含量26%～33%，细渣水分60%～70%、总碳含量45%～50%；粗/细渣送往厂外渣场作为固废填埋处理。填埋厂分为两个区域，截至2021年12月底，一区填埋气化粗渣255 kt/a、细渣192 kt/a，掺混锅炉粉煤灰及公用工程系统污泥（主要为污水处理生化污泥）约290 kt/a、杂盐约175 kt/a混合填埋，填埋覆土64 kt/a；二区填埋气化粗渣1 046 kt/a、气化细渣1 000 kt/a，掺混锅炉粉煤灰约330 kt/a混合填埋，填埋覆土325 kt/a。填埋厂一区、二区填埋气化粗/细渣共计约2 493 kt/a，覆土389 kt/a。目前，榆林能化一期气化系统年产粗/细渣量约330 kt，填平补齐项目（二期气化系统）年产粗/细渣量约350 kt。随着榆林能化煤化工产业规模的扩大，气化渣堆存量及填埋量持续增加。
鉴于我国“缺油、少气、多煤”的化石能源资源禀赋，随着社会经济的发展，近年来我国煤化工行业保持快速增长的发展态势，产业规模日益扩大，气化渣作为固体废物的一种，目前其处理已成为煤化工行业的热点问题之一。据中国固废网统计，截至2023年底，我国气化渣堆存量超过300 Mt/a，每年新增约80 Mt。气化渣的产生与露天堆存，不仅造成极大的资源和土地浪费，还会对土壤、水体和大气造成污染。因此，气化渣的综合利用研究及应用实践是业内亟需面对的问题。近年来，榆林能化就气化渣处理进行了一些探索与应用实践，取得了一定的成效。以下对有关情况作一介绍。
1 气化渣利用技术介绍
现阶段煤化工废渣资源化利用技术涉及的应用不是很广泛，仅有如水泥厂（用作原料）、钢铁厂（通过遴选进行金属回收）及流化床蒸汽锅炉掺烧等少量应用，要真正实现大规模资源化利用依然有待探索。目前，国内气化粗/细渣处理方式主要有以下几种。
1）填埋。气化炉运行过程中产生的大量渣，目前以填埋处理为主，会占用大量（填埋场）土地，污染土壤和水体，且拉运过程中存在抛洒等问题，造成环境污染，且存在资源浪费（渣中大量残炭流失）、环保压力大，固废填埋也使企业运营成本增高。
2）脱炭。目前灰渣脱炭技术主要有浮选脱炭、重选脱炭及电选脱炭等，主要依据灰渣与炭的残存状态、密度、电磁性等性质差异实现炭灰分离提炭，便于灰渣再处理与再利用。
3）固化。将掺有防水、防渗剂等材料的固化剂与工业废渣混合后静置成为水泥状，然后通过固态化的方式进行有限的资源化利用，比如将固化水泥砖用于路面修补、用作隔音隔热材料等，但难以规模化应用。
当前一些工业废渣资源化利用技术，其在实际应用中都取得了一定的成效，但不能实现废渣完全利用，利用过程中产生的剩余废渣基本上仍采用填埋的方式处理。简言之，气化渣的完全利用还需持续研究。
2 气化渣特性分析
气化渣是原料煤或水煤浆与氧气在气化炉中燃烧（气化）后产生的一种固体灰渣残留物，是煤中主要矿物质成分在气化过程中经过一系列复杂反应生成的产物，主要由SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、MgO及残炭等组成（其成分受煤种、工艺条件及进料方式影响），属于一般固体废弃物。显微镜下观察，炉渣为多孔夹层结构，残炭呈海绵状；煤灰中的SiO2、Al2O3、CaO含量影响气化渣的熔体形态，由此形成玻璃渣（气化炉运行工况最佳）、晶体渣、塑性渣。几种典型气流床气化炉炉渣主要成分见表1，气化渣主要组分的特性如下。
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