水煤浆储运安全便捷、燃烧效率高、污染物排放低,是一种可有力支撑煤炭清洁高效利用战略的类液体燃料。我国低质煤储量丰富,若将其作为水煤浆制备原料,不仅降低生产成本,还能提高低质煤利用效率。但由于低质煤中较高的矿物含量及复杂的煤质组成,导致其无法直接制备合格水煤浆。本论文以我国山东鲁西南地区金达（JD）和级索（JS）两种低质煤为实验样品,通过矿物分离装置对低质煤进行提质与改性处理,并解析了煤质组成、表面性质与颗粒成浆性能的关系;然后通过粒度调控改善精煤颗粒成浆性能,并揭示了微细颗粒在水煤浆级配过程中影响机制;最后通过分散剂的界面修饰作用进一步提高精煤颗粒成浆浓度,并建立了分散剂强化精煤分散的机理模型及其吸附机制。实验样品经矿物分离处理后,对比了低质煤及其精煤的煤质组成、颗粒表面性质及微观结构变化,探究了不同煤颗粒成浆性能的差异。经矿物分离装置处理后,低质煤中高岭石和石英组分被有效脱除,JD和JS煤中矿物脱除率分别为84.04和77.77%。精煤颗粒罩盖矿物显著减少,表面变得更加光滑平整,比表面积与孔隙体积均大幅度降低,具有更强的疏水性。两种精煤最大成浆浓度相比其低质煤均提高了6%,制备的水煤浆热值是其对应低质煤浆体热值的2.99和1.58倍。为改善精煤颗粒成浆性能,通过微细颗粒进行粒度调控,考察了不同级配方式对水煤浆性质影响及微细颗粒在级配过程中作用机制。研究表明,随着浆体中微细颗粒含量增加,水煤浆稳定性和流动性均逐渐提高,而成浆浓度呈现先增大后降低的趋势;当微细颗粒占比为16%时,获得的三峰级配水煤浆浓度最大,可达70%。微细颗粒在粒度级配过程中对成浆浓度存在双面影响:一是适量微细颗粒可填充粗颗粒间空隙,提高颗粒堆积效率,有利于制备高浓度水煤浆;二是微细颗粒对水分束缚能力较强,过量引入将导致浆体中自由水含量减少,使成浆浓度下降。通过分散剂修饰作用进一步提高颗粒成浆浓度,研究了木质素磺酸钠（SLF）,聚萘甲醛磺酸钠盐（NSF）和聚苯乙烯磺酸钠（PSS）三种阴离子分散剂对精煤颗粒成浆性能的影响,并揭示了分散剂在精煤颗粒上吸附机制。研究表明,NSF修饰的精煤颗粒成浆浓度最大;分散剂吸附于精煤与水界面,增强颗粒荷负电性作用是改善精煤颗粒成浆性能的主要原因;胶体稳定性理论计算结果表明分散剂修饰后颗粒的静电排斥能增大了1～3倍,颗粒能够更好地维持稳定分散状态。精煤颗粒主要由可燃有机质、高岭石、石英和黄铁矿组成,由于分散剂NSF在石英上吸附量占比最小,其在精煤颗粒上吸附主要受煤中有机质、高岭石和黄铁矿影响;XPS和接触角测试表明,分散剂在煤上吸附机制为NSF中疏水基团与有机质表面的疏水结合作用,以及NSF中亲水磺酸基团与金属元素Al和Fe的成键作用。为分析成浆浓度提高带来的经济效益,考察了水煤浆浓度及二氧化碳捕集与封存装置对煤制甲醇工艺经济性影响。结果表明,水煤浆浓度由63%增加至68%,对于180万t/a甲醇生产车间每年可节省生产成本1.86亿CNY,并减少CO2排放量0.65 Mt。引入二氧化碳捕集与封存装置（CCS）将使单位甲醇生产成本增加7-8%,但可以有效缓解由于征收碳税带来的甲醇成本上涨问题,其经济平衡点为碳税费用60 CNY/t。