中国是一个富煤、贫油、少气的国家,煤为基础是我国的基本能源格局。但是传统的煤炭利用方式能源利用率低,污染严重,因此发展洁净煤技术是必然选择。煤化工是通过煤炭转化,既实现清洁利用又能够保障国家能源安全,因而在我国尤为重要。煤化工中以水煤浆为原料的加压气化技术因其投资少、过程环保,在我国占主导,但该技术受水煤浆浓度的制约,大量工业运行表明,水煤浆浓度提高1%,系统效率可提高2-3%。煤炭通过低温干馏实现分质利用也是一种成熟的洁净煤利用技术,尤其适合我国低阶煤储量丰富的现状,但会产生50%以上的半焦,因其孔隙率高、堆积密度低、挥发分低等原因很难实现大规模清洁利用。因此如何提高水煤浆浓度和实现半焦的清洁高效利用是制约煤化工发展的两大瓶颈问题。对此本文开展了以下工作。分析半焦成分结构特点,找到了半焦成浆性能差的原因,针对其孔结构分布特征,用细粒径的煤粉进行填充改性,系统分析了细粉的浓度、粒径大小等因素对填充行为的影响,推断了半焦填充改性的实质是细粉“进孔并富集”的过程。分析了半焦填充改性制备水煤/半焦浆的成浆特性,在此基础上,成功制备了能满足工业要求的水煤/半焦浆,为大规模清洁高效利用半焦做了有意义的探索。选择了有代表性的煤种,较系统的分析了物料比、粒径大小等对水煤浆浓度、流动性等性能的影响,并通过相关理论计算分析发现,合理的级配可以显著提高水煤浆的浓度,当粗细粒径比>10时,级配效果显著,当粗细粒径比<3时,颗粒之间空隙无法有效填充,提高浆体浓度有限;合理级配时,粗粉对提高水煤浆浓度起决定性作用,细粉对改善水煤浆流动性、稳定性起决定性作用,并对提高水煤浆浓度起辅助作用,级配技术对煤种适用性好,有望实现工业应用。