随着我国经济的长期高速发展,对能源的需求日益增长。我国石油、天然气资源严重不足,以相对充足的煤炭资源作为我国能源消费主要支柱的局面必然长期存在。开发先进的洁净煤技术来替代我国目前落后的煤炭利用技术已迫在眉睫。发展基于煤气化的煤基能源系统是在可预见范围内最有效的技术途径。以煤气化为基础的能源系统能较好地解决煤转化过程中提高效率和降低污染物排放的问题。论文主要以东北贫煤,山西阳泉无烟煤,云南小龙潭褐煤为研究对象,对这三种煤在热解过程中的物理化学结构特性进行研究。考察制焦终温,升温速率等因素对煤焦气化反应性及煤焦结构的影响。论文首先研究水洗,酸洗对三种原煤结构的影响,结果表明:酸洗除灰的效果优于水洗,而酸洗中,褐煤的除灰效率最高;水洗主要去除了灰分中溶于水的硅铝酸盐,以及一些碱金属,酸洗可以有效的去除灰中的碱金属,使灰中的SiO2,Al2O3等矿物质大幅度的减少;不管酸洗还是水洗,基本上不影响煤中的有机官能团,只是改变了煤中灰分的含量及成分。对三种煤采取不同的升温速率、热解终温在管式炉上开展热解实验研究。采用等温气体吸附/脱附法测定焦样的物理特性。利用FTIR研究热解过程中焦的化学结构演化行为。研究煤阶、升温速率、热解终温对煤焦物理特性的影响。结合便携红外检测热解过程气体产物的释放情况,尤其是N,S的析出特性,从而了解三种典型煤种热解过程中的化学变化情况。利用热重分析仪对不同工况下备的煤焦的CO2气化特性进行研究。采用最大反应性来衡量焦的气化反应性,分析各种煤焦的气化特性及气化速率随转化率的变化情况。同时研究煤种、热解条件对煤焦气化反应速率的影响。选用扩散模型对焦气化特性进行动力学分析,获得不同焦样的反应动力学参数。