煤利用过程产生的环境污染已经成为煤洁净转化的重要议题,其中煤热加工过程排放的有机污染物特别是多环芳烃(PAHs)类物质,由于其具有“三致”作用,更是近年来关注的热点。煤炭作为世界特别是中国的主要能源,在使用过程中释放出许多此类污染物,使得研究煤的利用过程中PAHs排放具有重要的理论和社会意义。热解是煤热转化的最基本过程,无论是燃烧、干馏、气化还是液化,都有煤的热解作为其初始和伴随反应,并对后续转化产生重要影响,所以本课题重点是对煤热解过程中多环芳烃排放规律的研究。本文在充分研究煤的热解机理及影响因素的基础上,对煤热解过程中PAHs生成与排放规律进行了研究。为了避免先用溶剂吸收再分析的传统分析方法中带来的误差,采用了快速热解在线分析方法。快速升温热解仪升温速率最大可达到2×104℃/s,可以进行同一煤样不同热解温度段产生多环芳烃的在线分析。实验收集了国内16种不同变质程度的煤样进行热解,对热解过程中PAHs生成排放从内因和外因两个方面进行了研究。内因主要有挥发份含量、碳含量、氧含量、硫含量、灰分以及煤岩组成;外在因素主要指热解温度和升温速率的影响。得到的主要结论有:煤种对煤热解过程中PAHs的排放影响很大,随着煤中挥发份的提高,PAHs排放量先增大后减少,在高挥发性烟煤阶段生成量最大;随碳含量增加PAHs生成量先增大后减少,烟煤生成量最大;煤中矿物质对PAHs生成有促进作用,随着煤中灰份含量的增大热解生成PAHs量增大;煤中所含的氧和硫含量对PAHs生成也有不同影响;煤岩组成对PAHs热解过程有着重要影响,实验表明煤中惰质组含量越高热解生成PAHs量越大;随热解温度增加,PAHs生成量先增大后减少在800℃出现最大值,PAHs环数分布也随之变化,2～3环PAHs在800℃下生成量最大;4环PAHs在600℃下最高;5～6环PAHs在高温下含量最高;自由基芳构化反应主要在600～800℃下进行,高温下主要发生了缩合反应;随升温速率增加PAHs生成量减少;煤热解PAHs生成来源有煤自身芳烃结构挥发及热解生成自由基高温聚合,且热解过程PAHs主要来自于自由基高温合成而不是煤自身所含芳烃结构。