煤的熱解是煤所有熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程的共性過程和基礎(chǔ)，關(guān)于熱解過程的研究也一直是煤科學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。針對煤熱解過程的研究，除實(shí)驗(yàn)研究外，模型研究也是一種重要的研究手段。

近日，結(jié)合微觀研究和宏觀研究的優(yōu)點(diǎn)，中國科學(xué)院工程熱物理研究所能源動力研究中心科研人員從介觀角度對煤的熱解過程進(jìn)行了研究。通過對煤熱解過程共價鍵“斷裂—生成”機(jī)制和共價鍵反演產(chǎn)物滲透理論的假設(shè)，聯(lián)合使用Boltzmann-Monte Carlo方法和滲透方程，建立了煤熱解過程的Boltzamann-Monte Carlo-Percolation模型。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《燃料》（Fuel）和《燃料加工技術(shù)》（Fuel Processing Technology）上。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的資助。

據(jù)了解，通過比較相同條件下實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果的異同，可對建立模型所使用假設(shè)的正確性進(jìn)行判斷，從而得到一些無法通過實(shí)驗(yàn)觀察到的反應(yīng)過程信息。模型研究在催化以及材料領(lǐng)域的計(jì)算方面得到了廣泛而成功的應(yīng)用，但對于煤而言，從微觀角度看，其單元結(jié)構(gòu)包含的巨量原子導(dǎo)致巨大的計(jì)算量，無法使用量子化學(xué)計(jì)算方法。因此，現(xiàn)有關(guān)于煤熱解反應(yīng)的模型（例如FG-DVC模型、CPD模型）一般仍屬宏觀模型，在假設(shè)的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中引入若干經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，通過實(shí)驗(yàn)得到參數(shù)后即可應(yīng)用模型進(jìn)行預(yù)測。

此項(xiàng)模型可在不包含經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的條件下對煤熱解過程的鍵合結(jié)構(gòu)變化以及產(chǎn)物生成趨勢進(jìn)行定量模擬，也可在引入一個經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的情況下對不同煤的揮發(fā)分產(chǎn)率、煤氣產(chǎn)率、輕油以及焦油產(chǎn)率進(jìn)行定量/半定量預(yù)測。