煤是地球上最丰富的化石燃料,在世界一次能源消耗中所占的比例超过25%。但煤中含有硫和多种含硫化合物,在转化或燃烧过程中,会产生SO2和H2S等有害气体,这些气体的排放将造成严重的大气污染,然而当今对能源的需求不断增加,煤在未来相当长的时期内依然是我国的主要能源。因此,利用物理或化学方法脱除其中硫杂质,使煤成为可有效利用的燃料,对于实现以煤为主的能源持续供给,保障经济快速持续发展,同时保护生态文明具有重大战略意义。随着微波技术成功在工业和民用生活上的应用,人们对微波的认识越来越深入,将微波脱硫与传统脱硫方法结合起来有可能得到好的脱硫效果。微波能用于物质处理时反应条件温和,反应时间快,易于控制,特别是对煤的有机质破坏程度较小,利用微波进行煤脱硫是一个有前途的脱硫新方法。本文是以国家973重点项目“低品质煤大规模提质利用的基础研究”为依托,在现有微波煤脱硫研究基础上进一步展开研究的成果。首先,本文阐述了实验室脱硫装置的搭建,对装置各个部分进行了描述,并设计了两款实用频率可重构微波反应腔,其中一种腔体加工出实物并进行实验测量,实测结果与仿真吻合,能为微波物质处理提供反应场所。其次,了解煤及其含硫化合物的电磁特性是展开微波煤脱硫研究的基础,本文用传输反射法测试了煤样的复介电常数。为了克服传输反射法不适于测量低损耗物质的介电常数这一缺点,本文设计了一种新型的基于基片集成波导的谐振腔法测量物质复介电常数,该方法能精确测量低损耗物质的介电常数。最后,为了研究微波对煤的作用本文提出了通过建模仿真来研究电磁波在煤中的传播和衰减特性。本文分别建立了二维和三维的随机任意模型模拟煤颗粒堆积为煤块的实际情况,两种建模方法均通过Matlab编程实现。通过Matlab建立的模型可以便捷的转入HFSS里进行电磁波照射的仿真,仿真模型的电磁参数设置基于实验室测量结果,从仿真中得到传播常数和传输系数为研究煤中电磁波的传播问题提供了依据。本文采取的研究方法和得出的结论有利于指导微波煤脱硫的进一步研究和工业化应用。