CN115820314B - 忆阻洛伦兹混沌电场与软锰矿耦合作用提升煤炭品质方法和装置 - Google Patents

忆阻洛伦兹混沌电场与软锰矿耦合作用提升煤炭品质方法和装置 Download PDF

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CN115820314B CN202211433414.4A CN202211433414A CN115820314B CN 115820314 B CN115820314 B CN 115820314B CN 202211433414 A CN202211433414 A CN 202211433414A CN 115820314 B CN115820314 B CN 115820314B
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Abstract

本发明属于煤炭的燃前除杂技术领域，具体涉及一种忆阻洛伦兹混沌电场与软锰矿耦合作用提升煤炭品质方法和装置，本发明方法把软锰矿与原煤粉均匀混合在酸性介质中，然后在混沌电场下发生反应，在混沌电路电解反应过程中收集合成气，可作为二次能源；在混沌电路电解后固液分离，得到高品质精煤粉和软锰矿浸出液。本发明装置包括电极和电解槽，电解槽设置有盖和气体收集袋，盖上有出口，收集袋通过出口收集气体。本发明方法的混沌电场与软锰矿耦合作用好，使煤炭提质、资源高效利用，整套工艺流程简单，方便操作，低污染，低能耗，为提升煤炭品质提供一种环保、高效的方法。本发明装置可以收集合成气，可作为二次能源，环保节能。

Description

忆阻洛伦兹混沌电场与软锰矿耦合作用提升煤炭品质方法和 装置
技术领域
本发明涉及煤炭的燃前除杂技术领域，具体为一种忆阻洛伦兹混沌电场与软锰矿耦合作用提升煤炭品质方法和一种水煤浆电解合成气收集装置。
背景技术
实现“双碳目标”，发展绿色可持续发展的技术和装备，是国家重大发展战略需求；我国是以煤炭为主要能源的国家，煤炭作为一种战略资源在我国经济发展中具有重要地位。但煤炭资源由于大规模的开采和利用而储量不断降低，低品质煤在利用过程中会造成气体污染，环境土壤污染等，在冶金和化工行业中也会产生不良影响。发展洁净煤技术，提高煤炭利用效率、减少污染物排放对我国经济发展具有重要的现实意义。因此通过提升的煤炭品质，减少污染物的排出是保护环境的关键。目前，工业煤炭清洁利用的方法均有其局限性，效果差、成本高，对煤炭的品质有很大的影响，难以实现绿色环保的目的。为提高煤炭品质，尤其是高硫煤，CN112210414A专利采用直流电场与软锰矿耦合作用强化高硫煤氧化脱硫脱灰得到了较好的效果，但直流电场能耗高，且电解过程中势必会产生电化学振荡，从而更加增加电解电压和电解能耗，降低电解效率。CN113445076A专利利用混沌电路降低电解过程中的电化学振荡，可降低能耗。混沌电路可降低电解过程中的电化学振荡从而降低能耗，且本发明的混沌电路产生的电场与软锰矿耦合效果更好，获得了更高品质精煤粉，还获得可作为二次能源的合成气，本发明方法大大提升了煤炭燃前除杂技术领域绿色环保效果。
发明内容
鉴于此，本发明的目的之一是提供一种忆阻洛伦兹混沌电场与软锰矿耦合作用提升煤炭品质方法，包括以下步骤：
(1)将待处理的原煤使用球磨机碎成粉末，放置烘箱干燥，得到原煤粉I；
(2)在加热条件下，用盐酸对原煤粉I进行酸浸处理后，洗涤至中性后放入烘箱干燥，得到原煤粉II，然后进行元素分析和工业分析；
(3)将软锰矿粉碎成粉末后干燥得到软锰矿粉；
(4)将原煤粉II和软锰矿粉在超声条件下一起溶解在硫酸溶液中形成均匀的水煤浆溶液，得到混合物体系；
(5)将混合物体系放入电解槽中，插入电极，施加电场使混合物体系中的混合物发生反应；
所述电场为混沌电场，所述混沌电场由忆阻洛伦兹混沌电路系统产生，所述混沌电路的电路模块包括线性电容、线性电阻、运算放大器、模拟乘法器和二极管，所述混沌电路的电路结构如附图1所示为：
模拟乘法器U1的X1端子与直流电源V1正极所在一端连接，直流电源V1负极所在一端接地；
模拟乘法器U1的Y1端子连接第一维变量信号x，第一维变量信号x连接电容C1的一端，电容C1另一端接地；
模拟乘法器U1的Y2端子接地；
模拟乘法器U1的X2端子接收忆阻器W(z)/6反馈的信号；
模拟乘法器U1对接收到的信号进行相乘得到相乘信号；
第一维变量信号x和第二维变量信号y通过电阻R2连接；
模拟乘法器U1的W端子通过串联电阻R1和第二维变量信号y连接；
模拟乘法器U1的Z端子连接第二维变量信号y，第二维变量信号y连接电容C2的一端，电容C2另一端接地；
运算放大器U2的正输入端接地；
运算放大器U2的负输入端串联电阻R3接收第一维变量信号x；
运算放大器U2的输出端串联电阻R4连接运算放大器U2的负输入端；
模拟乘法器U8的X1端子接收运算放大器U2反馈的信号；
模拟乘法器U8的Z端子、X2端子、Y2端子共地；
模拟乘法器U8的Y1端子连接第一维变量信号x；
模拟乘法器U8对接收到的信号进行相乘，得到相乘信号；
模拟乘法器U8的W端子通过电阻R6将相乘信号传输至运算放大器U3的负输入端；
运算放大器U3的负输入端串联电容C3连接运算放大器U3的输出端；
运算放大器U3的负输入端通过电阻R5连接运算放大器U3的输出端；
运算放大器U3的正输入端接地；
运算放大器U3的输出端串联电阻R7后连接运算放大器U4的负输入端；
运算放大器U4的负输入端串联电阻R9后连接二极管D1的阳极；
运算放大器U4的负输入端串联电阻R8后连接二极管D2的阴极；
运算放大器U4的正输入端接地；
运算放大器U4的输出端串联二极管D1的阴极；
运算放大器U4的输出端串联二极管D2的阳极；
二极管D1的阳极依次串联电阻R10和电阻R11后连接运算放大器U5的输出端；
二极管D1的阳极串联电阻R10后连接运算放大器U5的负输入端；
二极管D2的阴极连接运算放大器U5的正输入端；
运算放大器U5的输出端通过电阻R12后连接运算放大器U6的负输入端；
运算放大器U6的负输入端串联电阻R13与直流电源V2负极所在一端连接，直流电源V2正极所在一端接地；
运算放大器U6的负输入端串联电阻R14后连接运算放大器U6的输出端；
运算放大器U6的正输入端接地；
运算放大器U6的输出端通过电阻R15连接运算放大器U7的负输入端；
运算放大器U7的负输入端串联电阻R16后连接运算放大器U7的输出端；
运算放大器U7的正输入端接地；
直流电源V1和V2对电路系统供电；
电路系统输出混沌电流信号，通入电解槽中调控电解煤过程。
(6)收集反应过程中产生的气体得到合成气；
(7)反应结束后对混合物体系进行固液分离，得到高品质精煤粉和软锰矿浸出液。
优选地，步骤(2)中所述盐酸的浓度为5mol/L，所述酸浸处理的时间为15-30min；
优选地，步骤(2)中所述元素分析为测量C、H、O、N、S的含量，所述工业分析为检测固定碳、挥发分、水分和灰分。
优选地，步骤(3)中所述将软锰矿粉碎成粉末的方法为：将软锰矿加入少量清水后送入球磨机湿式研磨，粉碎至200目以下后过筛；
优选地，步骤(4)中所述硫酸溶液的浓度为1-2mol/L，所述原煤粉II和软锰矿粉的质量比为a∶1，a的取值为6-10，所述原煤粉II和软锰矿粉的总和与所述硫酸溶液的液固配比为10-50mL/g；
优选地，步骤(5)中所述电路结构的电路元件参数为：C1＝15nF，C2＝100nF，R1＝10kΩ,R2＝0.17kΩ,V1＝4.5V，忆阻器W(z)/6的电路参数为C3＝10nF，R3＝R4＝R7＝R8＝R9＝R10＝R11＝R12＝R13＝R14＝R15＝R16＝100kΩ，R5＝37.5kΩ，R6＝10kΩ，V2＝0.167V。
优选地，步骤(5)中所述电解槽的上方设置盖，所述盖用于封闭电解槽，所述盖设置有出口，所述出口用于电解槽中生成的气体排出；步骤(6)中收集气体的方法为通过所述出口进行收集，得到主要成分为CO和H2的产物，可作为二次能源合成气使用。
优选地，步骤(5)中所述电解槽的上方设置有抽气装置，所述抽气装置的抽气口离电解槽口大于等于10厘米；步骤(6)中收集气体的方法为通过抽气装置收集。通过所述抽气装置收集合成气，不仅可以促进反应的正向进行，还得到主要成分为CO和H2的产物，可作为二次能源合成气使用。
优选地，步骤(5)中所述电极的阳极材料为铂片，阴极材料为不锈钢。
优选地，所述高品质精煤粉在固液分离后经大量的去离子水清洗至中性，且在50-90℃条件下干燥12-15小时而得到。
本发明的目的之二是提供一种水煤浆电解合成气收集装置，如附图2所示，包括电极、电解槽，所述电解槽设置有盖和气体收集袋，所述盖用于封闭电解槽，所述盖设置有出口，所述出口用于电解槽中生成的气体排出，所述气体收集袋通过所述出口收集合成气。
本发明忆阻洛伦兹混沌电场与软锰矿耦合作用提升煤炭品质方法采用忆阻洛伦兹混沌电场，混沌电场与直流电场相比能耗更低，另本发明使用软锰矿，其除了发挥强氧化性的作用外，还有助燃的作用，软锰矿中的锰系复合物能够降低煤炭的着火温度，从而缩短点火延迟的时间来加快煤炭的燃烧速率，同时提高煤炭的挥发分析出速率来降低灰分，脱硫脱氮；尤其是，本发明混沌电场与软锰矿具有更好的耦合效果，得到脱硫脱灰的更高品质的精煤粉，另，本发明反应过程中通过抽气装置或本发明水煤浆电解合成气收集装置收集合成气，合成气CO和H2含量高，可作为二次能源。本发明大大提升了煤炭燃前除杂技术领域绿色环保效果。
附图说明
图1本发明混沌电路系统的电路结构图；
图2本发明水煤浆电解合成气收集装置图；
图3本发明混沌电路系统产生的混沌吸引子。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
实施例1：
1.1原煤预处理
将原煤样干燥后送入研磨或者球磨机粉碎至一定粒度后进行盐酸酸浸处理，然后洗涤至中性后烘干得到原煤粉备用。对原煤粉进行工业分析(分析结果见表1)、元素分析(分析结果见表2)、热值分析(分析结果见表2)。
表1原煤的工业分析结果
Figure BDA0003945920960000061
1.2软锰矿预处理
将软锰矿加入少量的清水后送入研磨或者球磨机进行湿式研磨，粉碎至一定粒度后过筛，放入80℃干燥箱干燥12h后得到软锰矿粉备用，软锰矿的元素分析结果如表3所示。
表3软锰矿的元素分析结果
Figure BDA0003945920960000062
1.3混合物体系的制备
1.3.1软锰矿粉与原煤粉为原料制备混合物体系
将1.2步骤制备的软锰矿粉与1.1步骤制备的原煤粉按照1:8的比例称取，且总质量为4.5g，然后按照液固比18.1mL/g量取81.5mL的1.5mol/L的硫酸溶液，将称取的软锰矿粉与原煤粉加入硫酸溶液中在超声条件下形成均匀的水煤浆溶液，得到混合物体系。
1.3.2原煤粉为原料制备混合物体系
将1.1步骤制备的原煤粉称取4.5g，然后按照液固比18.1mL/g量取81.5mL的1.5mol/L的硫酸溶液，将称取的原煤粉加入硫酸溶液中在超声条件下形成均匀的水煤浆溶液，得到混合物体系。
1.4电场准备
1.4.1直流电场
直流电场的电解方式分为恒压电解和恒流电解，根据查阅文献发现对于水煤浆体系采用恒压电解的方式效果好，故在直流电场和混沌电场对比实验中选择恒流电解模式，设置电流密度为600A/m2。
1.4.2混沌电场
采用忆阻洛伦兹混沌电路系统，其电路设计为：
首先根据记忆性洛伦兹系统理论方程：
Figure BDA0003945920960000071
令a＝10，b＝8/3，c＝28时存在类似于蝴蝶的双翼混沌吸引子；改变上式的第三维，以便引入通量控制忆阻W(z)＝6|z|-1，得到三维忆阻洛伦兹系统。利用乘法器的固有特性，所提出的记忆性洛伦兹系统在电路中实现，首先，修改上式的方程，以满足电路串并联连接的需要，得到：
Figure BDA0003945920960000072
根据电阻和电容耦合的方式，结合乘法器的特性，构建电路。利用叠加定理，得到电路方程：
Figure BDA0003945920960000081
在电路设计中，由于电压要求，为了满足系统的需要，将二维二次积项上下除6，因此构造了W(z)/6记忆模块。x1，y1，z1分别表示x，y，z是状态变量；系统中的状态变量x和y对应于电路中电容C1和C2的状态电压，而记忆模块中电容C3的状态电压由状态变量z表示。
根据上述理论设计的忆阻洛伦兹混沌电路系统的混沌电路的电路模块包括线性电容、线性电阻、运算放大器、模拟乘法器和二极管，电路结构如附图1所示，为：
模拟乘法器U1的X1端子与直流电源V1正极所在一端连接，直流电源V1负极所在一端接地；
模拟乘法器U1的Y1端子连接第一维变量信号x，第一维变量信号x连接电容C1的一端，电容C1另一端接地；
模拟乘法器U1的Y2端子接地；
模拟乘法器U1的X2端子接收忆阻器W(z)/6反馈的信号；
模拟乘法器U1对接收到的信号进行相乘得到相乘信号；
第一维变量信号x和第二维变量信号y通过电阻R2连接；
模拟乘法器U1的W端子通过串联电阻R1和第二维变量信号y连接；
模拟乘法器U1的Z端子连接第二维变量信号y，第二维变量信号y连接电容C2的一端，电容C2另一端接地；
运算放大器U2的正输入端接地；
运算放大器U2的负输入端串联电阻R3接收第一维变量信号x；
运算放大器U2的输出端串联电阻R4连接运算放大器U2的负输入端；
模拟乘法器U8的X1端子接收运算放大器U2反馈的信号；
模拟乘法器U8的Z端子、X2端子、Y2端子共地；
模拟乘法器U8的Y1端子连接第一维变量信号x；
模拟乘法器U8对接收到的信号进行相乘，得到相乘信号；
模拟乘法器U8的W端子通过电阻R6将相乘信号传输至运算放大器U3的负输入端；
运算放大器U3的负输入端串联电容C3连接运算放大器U3的输出端；
运算放大器U3的负输入端通过电阻R5连接运算放大器U3的输出端；
运算放大器U3的正输入端接地；
运算放大器U3的输出端串联电阻R7后连接运算放大器U4的负输入端；
运算放大器U4的负输入端串联电阻R9后连接二极管D1的阳极；
运算放大器U4的负输入端串联电阻R8后连接二极管D2的阴极；
运算放大器U4的正输入端接地；
运算放大器U4的输出端串联二极管D1的阴极；
运算放大器U4的输出端串联二极管D2的阳极；
二极管D1的阳极依次串联电阻R10和电阻R11后连接运算放大器U5的输出端；
二极管D1的阳极串联电阻R10后连接运算放大器U5的负输入端；
二极管D2的阴极连接运算放大器U5的正输入端；
运算放大器U5的输出端通过电阻R12后连接运算放大器U6的负输入端；
运算放大器U6的负输入端串联电阻R13与直流电源V2负极所在一端连接，直流电源V2正极所在一端接地；
运算放大器U6的负输入端串联电阻R14后连接运算放大器U6的输出端；
运算放大器U6的正输入端接地；
运算放大器U6的输出端通过电阻R15连接运算放大器U7的负输入端；
运算放大器U7的负输入端串联电阻R16后连接运算放大器U7的输出端；
运算放大器U7的正输入端接地；
电路元件参数是：C1＝15nF，C2＝100nF，R1＝10kΩ,R2＝0.17kΩ,V1＝4.5V；与记忆性模块W(z)/6相对应的电路参数是C3＝10nF，R3＝R4＝R7＝R8＝R9＝R10＝R11＝R12＝R13＝R14＝R15＝R16＝100kΩ，R5＝37.5kΩ，R6＝10kΩ，V2＝0.167V；
直流电源V1和V2对电路系统供电；
电路系统输出混沌电流信号，产生如附图3所示的混沌吸引子。
1.5混合物体系的反应和产物的收集
在200rpm的转速条件下和85℃的温度条件下，将1.3步骤制备的混合物体系加入电解槽中，插入电极施加1.4步骤的电场使混合物体系发生反应。使用的电解装置图如图3(水煤浆电解合成气收集装置图)所示，①为电极，②为电解槽，③为水浴加热装置，④为气体收集袋(用于收集合成气)。反应体系和电场组合对比方式有：(1)软锰矿作用下混沌电路和直流电路的对比；(2)无软锰矿作用混沌电路和直流电路的对比；(3)直流电场作用下有无软锰矿的对比；(4)混沌电场作用下有无软锰矿的对比。
结果表明，软锰矿作用下混沌电路和直流电路相比(结果见表4)，混沌电路的脱硫脱灰效果更好(混沌电路的脱硫率为39.30％、灰分为10，直流电场的脱硫率27.20％、灰分为12)。无软锰矿作用混沌电路和直流电路相比(结果见表5)，也是混沌电路的脱硫脱灰效果更好(混沌电路的脱硫率为17.40％、灰分为14，直流电场的脱硫率10.34％、灰分为16)。直流电场作用下有无软锰矿相比(结果见表6)，有软锰矿的脱硫脱灰效果更好(有软锰矿的脱硫率为27.20％、灰分为12，无软锰矿的脱硫率10.34％、灰分为16)。混沌电场作用下有无软锰矿相比(结果见表7)，也是有软锰矿的脱硫脱灰效果更好(有软锰矿的脱硫率为39.30％、灰分为10，无软锰矿的脱硫率17.40％、灰分为14)。
综上表明，混沌电场作用且有软锰矿的条件下，煤的脱硫脱灰效果最好，得到的煤品质最高，表明本发明混沌电场与软锰矿耦合作用可有效提升煤品质。
另外，反应过程中使用水煤浆电解合成气收集装置(附图2)的气体收集袋收集合成气。获得合成气其主要成分为CO和H2的含量达99.5％，可作为二次能源合成气使用，节能环保。
反应2.5h之后，停止加热和搅拌后，冷却至常温过滤从而分离固液两相，液相为软锰矿浸出液，经检测，锰离子的浸出率达到96.53％，比直流电场下的锰离子浸出率提高了8.12％。
在相同条件下，直流电路振荡的诱导期为1920s，直流电源的电解电压为2.21v；混沌电路振荡的诱导期为2603s，混沌电路产生的电解电压为1.74v；延迟其诱导时间，降低了电解能耗。
表4软锰矿作用下混沌电路和直流电路的对比效果(RC：原煤；ERC：直流电场处理；CRC：混沌电场处理)
Figure BDA0003945920960000111
表5无软锰矿作用混沌电路和直流电路的对比效果
Figure BDA0003945920960000112
表6直流电场作用下有无软锰矿的对比效果
Figure BDA0003945920960000113
Figure BDA0003945920960000121
表7混沌电场作用下有无软锰矿的对比效果
Figure BDA0003945920960000122
实施例2：
2.1原煤预处理
将原煤样干燥后送入研磨或者球磨机粉碎至一定粒度后进行盐酸酸浸处理，然后洗涤至中性后烘干得到原煤粉备用。对原煤粉进行工业分析(分析结果见表8)、元素分析(分析结果见表9)、热值分析(分析结果见表9)；
表8原煤的工业分析结果
Figure BDA0003945920960000123
Figure BDA0003945920960000131
2.2软锰矿预处理
将软锰矿加入少量的清水后送入研磨或者球磨机进行湿式研磨，粉碎至一定粒度后过筛，放入80℃干燥箱干燥12h后得到软锰矿粉备用，软锰矿的元素分析结果如表10所示。
表10软锰矿的元素分析结果
Figure BDA0003945920960000132
2.3混合物体系的制备
2.3.1软锰矿粉与原煤粉为原料制备混合物体系
将2.2步骤制备的软锰矿粉与2.1步骤制备的原煤粉按照1:9的比例称取，且总质量为4.5g，然后按照液固比20mL/g量取90mL的1.8mol/L的硫酸溶液，将称取的软锰矿粉与原煤粉加入硫酸溶液中在超声条件下形成均匀的水煤浆溶液，得到混合物体系。
2.3.2原煤粉为原料制备混合物体系
将2.1步骤制备的原煤粉称取4.5g，然后按照液固比20mL/g量取90mL的1.8mol/L的硫酸溶液，将称取的原煤粉加入硫酸溶液中在超声条件下形成均匀的水煤浆溶液，得到混合物体系。
2.4电场准备
2.4.1直流电场(同实施例1)
2.4.2混沌电场(同实施例1)
2.5混合物体系的反应和产物的收集
在200rpm的转速条件下和85℃的温度条件下，将2.3步骤制备的混合物体系加入电解槽中，插入电极施加2.4步骤的电场使混合物体系发生反应。由此，反应体系和电场组合对比方式有：(1)软锰矿作用下混沌电路和直流电路的对比；(2)无软锰矿作用混沌电路和直流电路的对比；(3)直流电场作用下有无软锰矿的对比；(4)混沌电场作用下有无软锰矿的对比。
结果表明，软锰矿作用下混沌电路和直流电路相比(结果见表11)，混沌电路的脱硫脱灰效果更好(混沌电路的脱硫率为40.09％、灰分为12，直流电场的脱硫率25.13％、灰分为17)。无软锰矿作用混沌电路和直流电路相比(结果见表12)，也是混沌电路的脱硫脱灰效果更好(混沌电路的脱硫率为25.11％、灰分为15，直流电场的脱硫率10.13％、灰分为18)。直流电场作用下有无软锰矿相比(结果见表13)，有软锰矿的脱硫脱灰效果更好(有软锰矿的脱硫率为25.13％、灰分为17，无软锰矿的脱硫率10.13％、灰分为18)。混沌电场作用下有无软锰矿相比(结果见表14)，也是有软锰矿的脱硫脱灰效果更好(有软锰矿的脱硫率为40.09％、灰分为12，无软锰矿的脱硫率25.13％、灰分为15)。
表11软锰矿作用下混沌电路和直流电路的对比效果(RC：原煤；ERC：直流电场处理；CRC：混沌电场处理)
Figure BDA0003945920960000141
表12无软锰矿作用混沌电路和直流电路的对比效果
Figure BDA0003945920960000151
表13直流电场作用下有无软锰矿的对比效果
Figure BDA0003945920960000152
表14混沌电场作用下有无软锰矿的对比效果
Figure BDA0003945920960000153
/>
综上同样表明，混沌电场作用且有软锰矿的条件下，煤的脱硫脱灰效果最好，得到的煤品质最高，表明本发明混沌电场与软锰矿耦合作用可有效提升煤品质。
另外，反应过程中，还利用了抽气装置收集合成气，抽气收集不仅可以促进反应的正向进行，还获得合成气其主要成分为CO和H2的含量达95.4％可作为二次能源合成气使用，节能环保。
反应2.5h之后，停止加热和搅拌后，冷却至常温过滤从而分离固液两相，液相为软锰矿浸出液，经检测，锰离子的浸出率达到94.6％，比直流电场下的锰离子浸出率提高了6.19％。
在相同条件下，直流电路振荡的诱导期为1699s，直流电源的电解电压为2.11v；混沌电路振荡的诱导期为2496s，混沌电路产生的电解电压为1.54v；延迟其诱导时间，降低了电解能耗。

Claims (9)

1.忆阻洛伦兹混沌电场与软锰矿耦合作用提升煤炭品质方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将待处理的原煤使用球磨机碎成粉末，放置烘箱干燥，得到原煤粉I；
(2)在加热条件下，用盐酸对原煤粉I进行酸浸处理后，洗涤至中性后放入烘箱干燥，得到原煤粉II，然后进行元素分析和工业分析；
(3)将软锰矿粉碎成粉末后干燥得到软锰矿粉；
(4)将原煤粉II和软锰矿粉在超声条件下一起溶解在硫酸溶液中形成均匀的水煤浆溶液，得到混合物体系；
(5)将混合物体系放入电解槽中，插入电极，施加电场使混合物体系中的混合物发生反应；
所述电场为混沌电场，所述混沌电场由忆阻洛伦兹混沌电路系统产生，所述混沌电路的电路模块包括线性电容、线性电阻、运算放大器、模拟乘法器和二极管，所述混沌电路的电路结构为：
模拟乘法器U1的X1端子与直流电源V1正极所在一端连接，直流电源V1负极所在一端接地；
模拟乘法器U1的Y1端子连接第一维变量信号x，第一维变量信号x连接电容C1的一端，电容C1另一端接地；
模拟乘法器U1的Y2端子接地；
模拟乘法器U1的X2端子接收忆阻器W(z)/6反馈的信号；
模拟乘法器U1对接收到的信号进行相乘得到相乘信号；
第一维变量信号x和第二维变量信号y通过电阻R2连接；
模拟乘法器U1的W端子通过串联电阻R1和第二维变量信号y连接；
模拟乘法器U1的Z端子连接第二维变量信号y，第二维变量信号y连接电容C2的一端，电容C2另一端接地；
运算放大器U2的正输入端接地；
运算放大器U2的负输入端串联电阻R3接收第一维变量信号x；
运算放大器U2的输出端串联电阻R4连接运算放大器U2的负输入端；
模拟乘法器U8的X1端子接收运算放大器U2反馈的信号；
模拟乘法器U8的Z端子、X2端子、Y2端子共地；
模拟乘法器U8的Y1端子连接第一维变量信号x；
模拟乘法器U8对接收到的信号进行相乘，得到相乘信号；
模拟乘法器U8的W端子通过电阻R6将相乘信号传输至运算放大器U3的负输入端；
运算放大器U3的负输入端串联电容C3连接运算放大器U3的输出端；
运算放大器U3的负输入端通过电阻R5连接运算放大器U3的输出端；
运算放大器U3的正输入端接地；
运算放大器U3的输出端串联电阻R7后连接运算放大器U4的负输入端；
运算放大器U4的负输入端串联电阻R9后连接二极管D1的阳极；
运算放大器U4的负输入端串联电阻R8后连接二极管D2的阴极；
运算放大器U4的正输入端接地；
运算放大器U4的输出端串联二极管D1的阴极；
运算放大器U4的输出端串联二极管D2的阳极；
二极管D1的阳极依次串联电阻R10和电阻R11后连接运算放大器U5的输出端；二极管D1的阳极串联电阻R10后连接运算放大器U5的负输入端；
二极管D2的阴极连接运算放大器U5的正输入端；
运算放大器U5的输出端通过电阻R12后连接运算放大器U6的负输入端；
运算放大器U6的负输入端串联电阻R13与直流电源V2负极所在一端连接，直流电源V2正极所在一端接地；
运算放大器U6的负输入端串联电阻R14后连接运算放大器U6的输出端；
运算放大器U6的正输入端接地；
运算放大器U6的输出端通过电阻R15连接运算放大器U7的负输入端；
运算放大器U7的负输入端串联电阻R16后连接运算放大器U7的输出端；
运算放大器U7的正输入端接地；
(6)收集反应过程中产生的气体得到合成气；
(7)反应结束后对混合物体系进行固液分离，得到高品质精煤粉和软锰矿浸出液。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述盐酸的浓度为5mol/L，所述酸浸处理的时间为15-30min。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述元素分析为测量C、H、O、N、S的含量，所述工业分析为检测固定碳、挥发分、水分和灰分。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述将软锰矿粉碎成粉末的方法为：将软锰矿加入少量清水后送入球磨机湿式研磨，粉碎至200目以下后过筛。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述硫酸溶液的浓度为1-2mol/L，所述原煤粉II和软锰矿粉的质量比为a∶1，a的取值为6-10，所述原煤粉II和软锰矿粉的总和与所述硫酸溶液的液固配比为10-50mL/g。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述电路结构的电路元件参数为：C1＝15nF，C2＝100nF，R1＝10kΩ,R2＝0.17kΩ,V1＝4.5V，C3＝10nF，R3＝R4＝R7＝R8＝R9＝R10＝R11＝R12＝R13＝R14＝R15＝R16＝100kΩ，R5＝37.5kΩ，R6＝10kΩ，V2＝0.167V。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述电解槽的上方设置盖，所述盖用于封闭电解槽，所述盖上设置有出口，所述出口用于电解槽中生成的气体排出；步骤(5)中所述电极的阳极材料为铂片，阴极材料为不锈钢；步骤(6)中收集气体的方法为通过所述出口进行收集。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述电解槽的上方设置有抽气装置，所述抽气装置的抽气口离电解槽口大于等于10厘米；步骤(5)中所述电极的阳极材料为铂片，阴极材料为不锈钢；步骤(6)中收集气体的方法为通过所述抽气装置收集。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(7)中，所述高品质精煤粉为所述固液分离后经大量的去离子水清洗至中性，且在50-90℃条件下干燥12-15小时而得到。
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