王雄雷，牛艷霞，劉剛，申峻

（太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，山西 太原030024）

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。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(lèi)廢渣的處理[1]。我國(guó)環(huán)?？偩置魑囊?guī)定焦化廠(chǎng)產(chǎn)生的煤焦油渣屬于危險(xiǎn)固體廢棄物[2]，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)重的污染，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最佳途徑。

1 煤焦油渣的來(lái)源、特征、毒性

1.1 煤焦油渣的來(lái)源

1.1.1 煤氣化產(chǎn)生的煤焦油渣

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)化為含有CO、H2、CH4等可燃?xì)怏w和CO2、N2等非可燃?xì)怏w的過(guò)程。魯奇爐加壓氣化技術(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。

魯奇爐加壓煤氣化產(chǎn)生含塵煤氣水經(jīng)膨脹閃蒸后進(jìn)入焦油分離器，在焦油分離器內(nèi)分為焦油與中油、酚水、焦油與粉塵3 層。其中位于上面兩層中的焦油與中油、酚水經(jīng)側(cè)線(xiàn)采出被分別送到專(zhuān)門(mén)的處理裝置內(nèi)進(jìn)行深入加工，位于最下層的就是沉降在焦油分離器下部錐體中的焦油和煤塵，即煤焦油渣。因煤焦油渣中大部分物質(zhì)為煤塵，少部分是焦油，故常被作為廢棄物堆放在廠(chǎng)區(qū)，成為一類(lèi)難處理的工業(yè)廢渣[3]。

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器冷卻的條件下，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，形成帶有黏性的煤焦油渣。

一般焦化廠(chǎng)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，煤焦油渣沉集在澄清槽底部，通過(guò)刮板機(jī)呈半固體狀態(tài)連續(xù)排出，是焦化廠(chǎng)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[4]。這3 類(lèi)焦油渣構(gòu)成了焦化廠(chǎng)的主要煤焦油廢渣。

1.2 煤焦油渣的組成及其性質(zhì)

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，有黏性，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(lèi)、酚類(lèi)、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[5]。表1 列出了來(lái)自焦化和氣化技術(shù)中煤焦油渣的一些基本性質(zhì)。

表1 幾種煤焦油渣原樣的性質(zhì)

由表1 可知，和煤氣轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的煤焦油渣相比，焦化廠(chǎng)的煤焦油渣中含油量相對(duì)較高，含水率較低；幾種煤焦油渣的發(fā)熱量都較高，均大于7500cal/g，焦化廠(chǎng)的煤焦油渣中的彈筒發(fā)熱量均大于煤氣轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的煤焦油渣，這和焦化廠(chǎng)的煤焦油渣中高含油量相關(guān)。均含有大量的固定碳和有機(jī)揮發(fā)物，而灰分和含硫量都較低，是一種高價(jià)值的二次能源。

1.3 煤焦油渣的毒性及其對(duì)環(huán)境的影響

煤焦油渣除了含有苯類(lèi)、酚類(lèi)、萘類(lèi)等多種有毒物質(zhì)以外，還含有苯并(a)芘等多種對(duì)生物體起致癌作用的有機(jī)化合物，具有很大的危害性[6]。圖1和表2 分別為用甲苯對(duì)中煤氣化焦渣進(jìn)行萃取后溶液的氣質(zhì)色譜分析結(jié)果。由分析結(jié)果可知，煤焦油渣中含有萘、熒蒽、菲、芘、芴等多種有害的多環(huán)芳烴類(lèi)物質(zhì)。

此外，Ma 等[7]也發(fā)現(xiàn)在煤焦油殘?jiān)泻孔罡叩? 種多環(huán)芳烴分別為萘（1.72×104mg/kg）、菲（2.18×104mg/kg）和熒蒽（1.46×104mg/kg），其中2～4 環(huán)與5～6 環(huán)的強(qiáng)致癌多環(huán)芳烴濃度占16種被監(jiān)測(cè)環(huán)芳烴濃度（美國(guó)環(huán)保署的重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象）的10.33%，高達(dá)1.08×104mg/kg，為危害健康的主要物質(zhì)。

表2 中煤氣化焦油渣萃取物組分的分析結(jié)果

近年來(lái)，隨著煤化工生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，多數(shù)企業(yè)未能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量的煤焦油渣進(jìn)行很好地回收處理和利用，而是將其隨意堆放或棄之。久而久之，大量的煤焦油渣不但占用大量的空地給企業(yè)帶來(lái)負(fù)擔(dān)，而且煤焦油渣還會(huì)因雨水的沖刷，對(duì)周?chē)h(huán)境和地下水造成嚴(yán)重污染。此外，煤焦油渣中揮發(fā)分的逸出也使周?chē)諝饷墒車(chē)?yán)重污 染[8]。有文獻(xiàn)[9]報(bào)道，若將煤焦油渣直接作為燒磚燃料使用，由于一般燃燒溫度只有500～800℃，且供O2不足致使燃燒不完全，而產(chǎn)生大量的含有多環(huán)芳烴等有毒物質(zhì)的廢氣排入空氣中，造成大氣嚴(yán)重污染。因而，對(duì)煤焦油渣進(jìn)行合理地處理和使用成為企業(yè)當(dāng)前亟需解決的問(wèn)題之一。

④環(huán)境管理:根據(jù)血站業(yè)務(wù)工作的具體流程,合理進(jìn)行布局、分區(qū)。分為采血區(qū)和非采血區(qū)、清潔區(qū)和污染區(qū),均需要隔離開(kāi)來(lái)。確保采供血工作有條不紊的進(jìn)行。加強(qiáng)環(huán)境管理,為患者提供安全、舒適的獻(xiàn)血環(huán)境。由專(zhuān)人負(fù)責(zé)引導(dǎo)工作,指導(dǎo)獻(xiàn)血者有序的進(jìn)行檢驗(yàn)和采血。采血環(huán)境應(yīng)保持整潔衛(wèi)生,并嚴(yán)格進(jìn)行消毒,預(yù)防血液污染,并對(duì)報(bào)廢血和受到污染的血液進(jìn)行妥善處理,確保血液質(zhì)量,采供血過(guò)程信息完整的記錄在檔案當(dāng)中。

2 煤焦油渣處理技術(shù)

煤焦油渣是一種有害有毒的廢渣，處理不當(dāng)易造成環(huán)境污染。通常對(duì)于煤焦油渣的處理方法可以分為兩類(lèi)：第一類(lèi)是采用物理的或化學(xué)的方法將煤焦油渣中的油、渣進(jìn)行分離，并從中回收有價(jià)值的焦油和煤粉，然后對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的加工再利用，油、渣分離回收技術(shù)是處理煤焦油渣的一種理想途徑。該方法可實(shí)現(xiàn)焦油和煤粉的回收利用，使其利用價(jià)值達(dá)到了最大化。目前，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的方法有多種，其中一些已經(jīng)工業(yè)化；第二類(lèi)是將煤焦油渣作為燃料、配煤添加劑或進(jìn)行資源化的開(kāi)發(fā)利用等。煤焦油渣的幾種處理技術(shù)見(jiàn)圖2。

2.1 溶劑萃取分離

溶劑萃取法是實(shí)現(xiàn)油、渣分離的一種簡(jiǎn)單操作。該方法主要是利用煤焦油渣中有機(jī)組分與萃取溶劑的互溶機(jī)理，將含油廢渣與溶劑按所需的比例混合而達(dá)到完全混溶，再經(jīng)過(guò)濾、離心或沉降等達(dá)到油、渣分離的目的。秦利彬等[10]以石腦油為溶劑，在45～55℃條件下，將煤焦油渣和溶劑在儲(chǔ)罐中充分?jǐn)嚢枞芙猓腿∶航褂驮械慕褂?，然后萃取液?jīng)蒸餾（145～155℃）后回收循環(huán)利用，經(jīng)萃取分離后的煤焦油中總酚含量下降了92%，COD 和硫化物含量下降了約67%，分離效果顯著。石其貴[11]為了利用高溫焦油渣中的焦油制備再生橡膠增塑劑，采用蒽油萃取工藝萃取分離出高溫煤焦油渣中低萘含量的焦油，也得到了較好的分離效果。上述的萃取劑都是傳統(tǒng)的混合有機(jī)溶劑，主要利用了相似相容的原理，但這些萃取溶劑的主要組成中包含芳烴、萘和苯并呋喃或蒽、菲、芴、苊等多種有毒物質(zhì)，在施工過(guò)程中難免對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)和周?chē)h(huán)境造成一定空氣污染。

圖1 中煤氣化焦油渣萃取物的色譜圖

圖2 煤焦油渣的處理及利用技術(shù)

在萃取分離技術(shù)中，溶劑的選擇極其重要，不僅要考慮其萃取能力，同時(shí)也要考察溶劑的經(jīng)濟(jì)性、毒性和在萃取過(guò)程中的能耗等問(wèn)題。離子液體作為新興的綠色溶劑，具有蒸氣壓低、熔沸點(diǎn)低、溶解能力強(qiáng)以及良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)許多有機(jī)物具有很好的溶解性[12]。張香平等[13]提出了一種基于離子液體的煤含碳?xì)堅(jiān)腿》蛛x的方法，該技術(shù)是以吡啶或銨類(lèi)離子液體為萃取劑，在一定條件下分離出煤含殘?jiān)褐苯右夯瘹堅(jiān)?、煤間接液化殘?jiān)⒚航够^(guò)程殘?jiān)懊航褂驼麴s殘?jiān)龋┲械臑r青烯物質(zhì)。與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑相比，離子液體對(duì)殘?jiān)袨r青烯的分離選擇性明顯提高。隨著研究的日益深入，離子液體已經(jīng)被開(kāi)發(fā)和應(yīng)用到諸多領(lǐng)域，若能很好地解決離子液體成本高、黏度大等問(wèn)題，離子液體萃取技術(shù)必將走向工業(yè)化。

萃取分離的方法高效、經(jīng)濟(jì)、處理量大。但關(guān)于溶劑萃取技術(shù)的研究還較少，尋找經(jīng)濟(jì)、低能耗的綠色溶劑是溶劑萃取技術(shù)的關(guān)鍵。而離子液體的研究與開(kāi)發(fā)也必將為煤焦油渣處理開(kāi)辟新的道路。

2.2 機(jī)械離心分離

機(jī)械離心分離技術(shù)主要是利用一個(gè)特殊的高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，可以在很短的時(shí)間內(nèi)將不同密度的物質(zhì)進(jìn)行分離。其設(shè)備主要有傾析離心機(jī)、臥螺離心機(jī)、離心分離機(jī)等。IllBeд 等[14]采用了傾析離心機(jī)清除焦油中的油渣，利用傾析離心機(jī)調(diào)節(jié)煤焦油系統(tǒng)可防止油渣在焦油貯槽沉淀，縮小沉淀設(shè)備容積，防止未卸的殘?jiān)阼F路槽車(chē)沉降。缺點(diǎn)是由于不能調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)的差速而導(dǎo)致油渣質(zhì)量不符合要求。不同的分離設(shè)備可能產(chǎn)生較大差異的分離效果，孟祥清等[15]進(jìn)一步設(shè)計(jì)了一種對(duì)煤焦油渣分離處理的設(shè)備，主要包括閃蒸罐、焦油分離器和臥螺離心機(jī)，可有效地將魯奇爐煤加壓氣化過(guò)程中所產(chǎn)生的含塵煤焦油進(jìn)行三相分離。分離出的焦油質(zhì)量好，脫水后的焦油渣可直接作電廠(chǎng)燃料用，該方法具有工藝流程簡(jiǎn)單、操作性強(qiáng)和經(jīng)濟(jì)效益高的特點(diǎn)。

不同來(lái)源的煤焦油渣組成成分相差較大，為適應(yīng)離心機(jī)的性能，一般需要對(duì)煤焦油渣進(jìn)行預(yù)處理或經(jīng)離心分離后進(jìn)行進(jìn)一步處理。例如趙浩川[16]公開(kāi)一種煤焦油渣資源化處理工藝，首先將煤焦油渣進(jìn)行自由沉降分離作為預(yù)處理的初步分離，然后用離心分離機(jī)將沉淀出來(lái)的焦渣進(jìn)行深度分離，分離出來(lái)的渣和球團(tuán)原料（鐵礦粉、膨潤(rùn)土）混均、干燥、粉碎造球后送至豎爐進(jìn)行焙燒，而得到的焦油進(jìn)行蒸餾回收各餾分物質(zhì)。此方法可以有效地將煤焦油渣進(jìn)行分離，回收焦油和渣，既環(huán)保又可實(shí)現(xiàn)資源化再利用。也可采用向煤焦油渣中加入有機(jī)溶劑作為預(yù)處理的方法，這樣進(jìn)行的預(yù)處理不僅可以溶解煤焦油渣中的有機(jī)組分，而且可以在很大程度上降低煤焦油渣的黏度，有利于渣、油的分離。童仕唐等[17]提出采用高速離心分離與溶劑抽提相結(jié)合的方法來(lái)分離煤焦油渣，首先采用煤焦油渣和洗油按質(zhì)量比3∶2 加熱攪拌混均，然后進(jìn)行離心分離。對(duì)用離心分離得到的焦油渣，采用甲苯溶劑抽提作進(jìn)一步處理，從而可更準(zhǔn)確地測(cè)定焦油含渣率。結(jié)果表明：使用離心分離與溶劑抽提相結(jié)合的方法對(duì)焦油和渣的分離更加徹底，對(duì)于測(cè)定煤焦油渣的含渣率和超濾機(jī)的總脫渣效率更加精準(zhǔn)。適宜的預(yù)處理不僅可以降低分離過(guò)程中的能耗，而且還可以提高分離效率。

此外，對(duì)于煤焦油渣進(jìn)行預(yù)處理的方法還包括加熱法。通過(guò)對(duì)煤焦油渣進(jìn)行加熱來(lái)降低它的黏度、提高其流動(dòng)性等，從而達(dá)到提高分離效率的目的。機(jī)械離心分離方法具有工藝流程簡(jiǎn)單、操作性強(qiáng)但設(shè)備費(fèi)用較高等特點(diǎn)。

2.3 熱解分離

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)物的大分子裂解成為小分子的可燃?xì)怏w、液體燃料和焦炭，從而獲得可燃?xì)怏w、油品和焦炭等化工產(chǎn)品。王穎[18]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)行炭化制成焦炭，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。

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?，所以通過(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[19]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型煤或碳棒用作燃料使用。該方法有效地回收了有用物質(zhì)，達(dá)到了資源的再利用。也有研究者[20-22]將煤焦油渣經(jīng)高溫加熱分離為焦油和焦炭，然后將得到的焦炭進(jìn)一步處理制成活性炭或通過(guò)高溫?zé)峤鈱⒔褂驮趶?qiáng)堿的作用下得到石墨烯，效果較好。這些結(jié)果足以證明煤焦油渣在制備高附加值化工材料上具有很大應(yīng)用潛能。

熱解分離方法對(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，但缺點(diǎn)是耗能較高。

2.4 配煤

國(guó)內(nèi)早期對(duì)煤焦油渣的利用主要是配煤煉焦。配煤煉焦就是把不同種類(lèi)的原煤按適當(dāng)?shù)谋壤浜掀饋?lái)生產(chǎn)符合質(zhì)量要求的焦炭，其技術(shù)涉及煤的多項(xiàng)工藝性質(zhì)（如結(jié)焦特性、灰分、硫分、揮發(fā)分的配合性質(zhì)）和煤的成焦機(jī)理等。與煉焦精煤相比，煤焦油渣具有低灰、低硫、高揮發(fā)分、高黏結(jié)性的特點(diǎn)[23]。從理論上講，將煤焦油渣與煤粉充分混合后配入煉焦煤中不會(huì)影響焦炭質(zhì)量．而且能夠使焦炭和煤氣產(chǎn)量增加[24]。所以，工業(yè)上通常將煤焦油渣或與其他物質(zhì)一起按合適的比例配合后作為添加劑混合配入煉焦煤中用于煉焦。卜二軍等[25]在小焦?fàn)t進(jìn)行了配煤煉焦試驗(yàn)，結(jié)果表明：隨著煤焦油渣配入量的增加，試驗(yàn)煤樣的工業(yè)分析數(shù)據(jù)在小范圍內(nèi)波動(dòng)，在煤焦油渣配入量為1%時(shí)為最佳配比，此時(shí)焦炭的整體性能得到提高。故實(shí)踐證明，用煤焦油渣進(jìn)行配煤煉焦的方法是可行的。此外，其他研究者[26-27]分別也對(duì)煤焦油渣配煤煉焦進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明煤焦油渣的摻入對(duì)焦炭質(zhì)量的影響不大，但是復(fù)配的比例因加工方法的不同而 不同。

由于煤焦油渣具有一定的黏結(jié)性，故一些研究者[28-30]利用該性質(zhì)將其作為黏結(jié)劑與配合煤按一定的比例混合壓制成煉焦型煤或氣化型焦。這主要是利用了煤焦油渣中含有的焦油通過(guò)“黏結(jié)劑橋”等物理化學(xué)結(jié)合力與機(jī)械嚙合力使煤粉連接成 型[31-32]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，煤焦油渣作黏結(jié)劑制型煤或氣化型焦可以達(dá)到工業(yè)要求。

應(yīng)用煤焦油渣配煤技術(shù)，不僅可以充分利用資源，節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤，而且還可保護(hù)環(huán)境，獲得很好的經(jīng)濟(jì)效益。但由于煤焦油渣的黏稠性和組分的波動(dòng)性使得配料難以精準(zhǔn)，從而造成焦炭質(zhì)量不穩(wěn)定，也使焦?fàn)t的熱負(fù)荷增加[33]。

2.5 作燃料用

由前面的介紹可知，煤焦油渣具有較高的發(fā)熱量，并含有大量的固定碳和有機(jī)揮發(fā)物，是一種高價(jià)值的二次能源。但將其直接作為一般燃料進(jìn)行燃燒會(huì)因燃燒不充分，而污染環(huán)境。若將煤焦油渣作為土窯燃料使用，熱效率較低[34]。因此，有企業(yè)將煤焦油渣和煤粉以1∶1 的配比制成煤球作為鍋爐燃料，產(chǎn)生的熱量較高，足以滿(mǎn)足鍋爐的要求[35]。也可將煤焦油渣經(jīng)過(guò)改制后制成高溫爐的燃料使用。劉淑萍等[36]公開(kāi)了一種將工廠(chǎng)煤焦油渣用于工業(yè)燃料的方法，按一定比例向煤焦油渣中加入兩種稀釋劑和穩(wěn)定分散劑，使煤焦油渣因乳化形成均勻混合態(tài)，避免油、水、泥分離現(xiàn)象，使其形成優(yōu)良燃燒性能的流體燃料。并且所生產(chǎn)的煤焦油渣燃料油發(fā)熱量可達(dá)31.65MJ/kg 以上，水分小于8%，灰分小于5%，閃點(diǎn)大于100℃。經(jīng)處理過(guò)的煤焦油渣作燃料用燃燒穩(wěn)定、完全，可以從中獲得大量的 能量。

2.6 制備活性炭

煤焦油渣具有天然多孔性結(jié)構(gòu)，比表面積較 大[5]，含有大量的煤粉和碳粉，可用來(lái)制備吸附性能較好的活性炭。Gao 等[37]進(jìn)行了以磷酸為催化劑活化煤焦油渣制備活性炭的研究，考察了碳化的溫度、時(shí)間、磷酸添加比例等對(duì)活性炭的吸收和孔隙結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：當(dāng)煤焦油渣與磷酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%）的比例為1∶3、碳化或活化的溫度為850℃、時(shí)間為3h 的條件為最佳。所制備的活性炭孔隙結(jié)構(gòu)主要是大孔和中孔，孔隙的大小集中分布在50～100nm，比表面積為245m2/g，總孔體積為1.03m3/g。與煤焦油渣直接活化制備活性炭相比，添加適量的磷酸有助于活性炭形成更多的孔隙和提高它的吸附能力。當(dāng)以氫氧化鉀為活性劑時(shí)，在適宜的條件下可制備出比表面積更大、吸附能力更強(qiáng)的多孔活性炭[38-39]。

隨著對(duì)活性炭制備技術(shù)研究的逐步深入，有些研究者延伸了煤焦油渣在該方面的處理技術(shù)和利用方向。通過(guò)將煤焦油渣和污泥混合來(lái)進(jìn)行好氧發(fā)酵，利用污泥中的微生物分解能力將其中的大分子難降解的有機(jī)組分轉(zhuǎn)化成易于利用的小分子，再于適宜的條件下制得高性能的活性炭，充分地利用了這些廢棄物自身的優(yōu)勢(shì)[40]。Wang 等[41]以煤焦油渣為原料混合一定量的氫氧化鈉，在一定的條件下進(jìn)行炭化處理和后處理制備成帶有含氧官能團(tuán)的高比表面積的活性炭（AC），使得Fe3O4納米粒子在其表面實(shí)現(xiàn)更加理想的分散；與Fe3O4或AC 材料相比，制得的Fe3O4/AC 復(fù)合材料的比電容表現(xiàn)出顯著的提高。這些技術(shù)使煤焦油渣中的有用組分得到了有效的發(fā)揮，價(jià)值獲得了最大體現(xiàn)，應(yīng)用途徑更加廣闊，使煤焦油渣處理技術(shù)的前景更顯光明。

目前，國(guó)內(nèi)外制備活性炭的主要原材料是煤、果殼和木材等，國(guó)內(nèi)對(duì)煤焦油渣進(jìn)行資源化的開(kāi)發(fā)利用的研究尚處于初期階段，將其開(kāi)發(fā)成吸附材料的研究成果更少，而國(guó)外對(duì)此方面的研究也鮮有報(bào)道。因此，利用煤焦油渣中的煤炭資源來(lái)制備高性能的吸附材料，既能解決煤焦油渣帶來(lái)的環(huán)境污 染問(wèn)題，又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、資源節(jié)約型的發(fā)展 模式[42]。

還有一些其他處理技術(shù)在煤焦油渣處理中也得到了應(yīng)用。如使煤焦油渣和改性劑在一定條件下進(jìn)行固化改性，制備出符合軟化點(diǎn)要求的公路鋪面材料等[43]。但該種方法既沒(méi)有充分利用煤焦油渣的內(nèi)在資源，也沒(méi)有考慮在其使用過(guò)程中是否會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成影響等。

3 結(jié) 論

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熱點(diǎn)。從以上分析可知，溶劑萃取法是一種操作簡(jiǎn)單且可快速、高效地實(shí)現(xiàn)油、渣分離的處理技術(shù)，而且分離出來(lái)的油和渣經(jīng)過(guò)再加工可以完全實(shí)現(xiàn)資源的高效利用。機(jī)械離心分離技術(shù)雖然可以實(shí)現(xiàn)油、渣的分離，但是分離效果不徹底，會(huì)對(duì)后續(xù)的處理產(chǎn)生一些影響。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)。配煤煉焦也是處理煤焦油渣的一種方法，但是該方法受煤焦油渣的黏稠性和組分的波動(dòng)性較大，不具有普適性的規(guī)律。將煤焦油渣直接用作工業(yè)燃料往往存在能源利用率低的缺點(diǎn)。所以，首先將油、渣進(jìn)行分離，然后分別對(duì)油和渣進(jìn)行再處理，達(dá)到利用充分、利潤(rùn)最大化，如將渣制備活性炭或其他復(fù)合材料等。該處理方案可以合理、有效地充分利用資源，真正做到實(shí)現(xiàn)變廢為寶、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展路徑。

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