煤焦油渣（簡稱焦油渣）是煤在氣化或焦化過程中，由機械化焦油氨水澄清槽底部排出的黑色或黑褐色黏稠膏狀固體。焦油渣成分復雜，主要含有苯系物、多環芳烴、含氮和含硫雜環化合物、重金屬等多種污染物，目前被國家列為HW11類危險廢物。

焦油渣的處理方式主要包括萃取離心－油渣收集、做燒磚燃料、制備活性炭等。雖然焦爐加熱制度、裝煤程序和配煤工藝等操作條件的改進，可大幅度降低廢渣的生成量，但廢渣的處理問題仍然存在。目前中國焦油渣回收利用的主要方式是將其作為塑性添加劑直接加入煉焦配煤中或用作型煤的黏結劑。但是，在混配過程中受原料黏稠性和組分波動的影響，存在因配料難以精準，造成焦炭質量不穩定、焦爐的熱負荷增加等問題；同時，由于焦油渣黏度大，在混配過程中極易與皮帶粘黏造成管路堵塞。因此，隨著焦油渣年產量的不斷遞增，清潔高效利用方式的研發迫在眉睫。

焦油渣中碳含量高（優質渣中碳質量分數不小于80%），灰含量低，是制備活性炭的優質原料；但是焦油渣又具有結構致密、結晶度高的特點，缺乏活化所需的初孔，活化困難，這限制了其在活性炭領域的應用。

將焦油渣進行高溫熱解，其中的非碳元素被高溫分解，以氣體形式釋放，剩余碳元素則形成不規則排列的石墨微晶結構，這些微晶之間留有空隙，被熱解過程中析出的焦油等無定形碳填充，這些無定形碳則為后續活化過程提供了豐富的活性位。熱解是炭化過程的初始和伴隨反應，是活性炭制備過程中最重要的工藝。熱解可以改變化學鍵的斷裂和重組，獲得不同理化結構的活性炭前驅體。

焦油渣熱解過程中非碳元素（氧、氮、氫）被分解成氣體排出，而剩余碳原子則形成類石墨微晶。不規則排列的微晶之間留有各種不同形狀的空隙，這些空隙便是活性炭產品孔道結構的主要來源。