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(duì)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(dòng)力研究中心科研人員從介觀角度對(duì)煤的熱解過程進(jìn)行了研究。通過對(duì)煤熱解過程共價(jià)鍵“斷裂—生成”機(jī)制和共價(jià)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(duì)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(duì)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(cè)。

此項(xiàng)模型可在不包含經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的條件下對(duì)煤熱解過程的鍵合結(jié)構(gòu)變化以及產(chǎn)物生成趨勢(shì)進(jìn)行定量模擬，也可在引入一個(gè)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的情況下對(duì)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(cè)。