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煤炭地下气化(UCG)技术是直接在地下煤层中将煤炭进行有控制的燃烧而转化成气体燃料或原料的一种煤炭开发技术。它可以减少由于煤炭开发利用产生的煤矸石、粉尘等造成的生态环境破坏,被誉为“绿色开采技术”。但煤炭地下气化过程中产生的煤气及气化残焦可能会对地下水产生污染。本文采用自建的管式炉煤炭气化实验系统、煤炭地下气化模型试验系统、加压浸泡实验装置和GC-MS等分析检测方法研究内蒙褐煤、鹤壁烟煤和晋城无烟煤气化对地下水的污染,并自制生物质基活性炭对煤气洗涤水进行净化,得出如下主要结论:(1)管式炉煤炭气化实验系统实验表明,气化温度和气化剂种类对煤的气化反应特性有重要影响,H2O(g)为气化剂时的煤气热值高于CO2为气化剂时的煤气热值,本实验条件下的最佳气化温度为1000℃;煤种的气化反应特性高低为:内蒙褐煤>鹤壁烟煤>晋城无烟煤。(2)管式炉气化煤气洗涤水中污染物的种类和含量与气化温度、气化剂和煤种等因素有关,煤气洗涤水中挥发酚、TOC、COD和氨氮的浓度随着气化温度升高不断增大;H2O(g)为气化剂时煤气洗涤水中有机物种类、挥发酚、TOC、COD、氨氮和微量元素均明显多于CO2为气化剂时的气化洗涤水;洗涤水中挥发酚、COD、TOC、氨氮和微量元素的含量也随着煤化程度的降低而增高。(3)管式炉气化残焦浸泡液中TOC和酚类化合物均随着浸泡温度的升高而减小;随着浸泡时间的延长氨氮和酚类化合物浓度均先增加后不变,TOC和大部分微量元素的浓度不断增大;TOC和氨氮含量与煤种的关系为内蒙褐煤>鹤壁烟煤>晋城无烟煤。(4)煤炭地下气化模型试验系统实验表明,水蒸气气化阶段煤气洗涤水中酚、多环芳烃、氨氮、TOC、COD和微量元素均大于空气气化阶段;气化残焦浸泡实验发现,承压地下水的静水压力有利于控制无机污染物对地下水的污染,但可能增大有机污染物的污染。(5)制备出适于煤炭地下气化地下水污染原位修复的活性炭,对挥发酚、TOC、氨氮和微量元素的吸附率分别达99%、88%、80%和99%以上。