准东煤预测储量丰富达3900亿吨,有很大开发利用价值。但因为其中富含Na和Ca,在燃烧过程中造成严重的沾污结渣等问题,严重影响了其燃烧利用。通过洗煤燃前脱除Na和Ca是解决此问题的有效途径。我们前期提出了一种CO₂-水洗方法,能有效脱除准东煤中的碱金属和碱土金属（alkali and alkaline earth metals,AAEM）,且效果明显优于传统的水洗方法。但是,前期研究对CO₂-水洗的影响因素和实际应用可行性并未研究。同时,对CO₂-水洗脱除AAEM的机理也不清楚。本文在前期研究基础上进行了方法优化,自主设计连续洗煤装置,提出连续式CO₂-水洗方法,探究了其脱碱效果和实际应用性,并进一步分析了CO₂-水洗化学机理。具体内容如下:首先,本文探究了连续式CO₂-水洗对准东煤中Na/Ca的脱除效果及关键影响因素。选取五彩湾煤进行连续式CO₂-水洗实验,测试其对Na/Ca脱除效果,将结果和水洗及前期的间歇式CO₂-水洗对比,发现改进后对Na/Ca的脱除效果明显提高,Na的脱除率提高了33.6%,Ca的脱除优势更明显,脱除率从10.7%提升至57.4%。CO₂-水洗的脱碱效果均明显优于水洗,因为CO₂-水洗不仅能脱除水溶态的碱金属,更能脱除大量有机态碱金属。温度和时间的增加对Na的脱除均有促进作用。反观其对Ca的影响有较大差异,Ca的脱除因溶解度和反应速率的双重影响随着温度上升呈波动性变化,时间增长对Ca的脱除非常有利,Ca的脱除率从3 h到12 h增加了33.2%。其次,本文探究了多工况条件下CO₂-水洗对准东煤中Na/Ca的脱除效果,初步证实了CO₂-水洗的实际应用性。发现在水中含有杂质离子的条件下,CO₂-水洗仍能有效脱除煤中的Na/Ca,脱除量分别可达3.17 mg/g·coal和4.34 mg/g·coal。反观水洗不仅不能脱碱,还会使水中杂质通过吸附进入煤中。此外,CO₂-水洗脱除了煤中具有催化作用的矿物质,导致煤气化初始阶段反应性降低,但因其疏通了煤孔道结构和脱除一定灰分,使煤样高温气化（>850°C）反应加快。模拟烟气实验表明在CO₂浓度为15%的情况下,流动式CO₂-水洗对Na和Ca的脱除率分别高达90%和50%以上,远远高于水洗。以上结果证实了CO₂-水洗具备实际应用前景,并且将燃煤电厂烟气应用于CO₂-水洗具备可行性。最后,本文对CO₂-水洗脱除准东煤中AAEM的机理进行了探究。通过逐级提取和离子交换实验可知,CO₂-水洗可有效脱除以羧基类和酚类形式存在的有机态Na和Ca,脱除效率分别可达65.1%和57.3%,并且脱除效率随着温度和时间的增长会进一步增加。CO₂-水洗脱除准东煤中AAEM的机理主要包含两个步骤。第一步是CO₂溶于水形成氢自由基（H⁺）。第二步是通过离子交换去除大量有机的和难溶的AAEM,流动式CO₂-水洗能不断提供新的H⁺,进一步攻击C周围的电子云,使相连的阳离子脱落,从而提高AAEM脱除效率。综上所述,本文证实了流动式CO₂-水洗是一种温和高效的洗煤预处理手段,可有效减轻准东煤沾污结渣等问题,并且具备实际应用基础。应用中可将燃煤电厂烟气作为廉价CO₂源。