由于作为炼焦用煤的中等变质程度煤其资源量有限,扩大炼焦用煤的范围,采用配煤炼焦是将来焦碳工业的必由之路.该文基于此目的对从气煤到焦煤的五种煤进行了其结构、热解动力学及热解产物析出特征的研究,试图从分子水平上了解它们的热解机理,从而为预测单煤或配煤炼焦时煤的物理化学行为奠定基础.应用FT-IR及分峰拟合技术对五种煤的结构特征进行了详细的分析,发现:(1)煤中存在五种类型的羟基:自由羟基、与芳香体系形成氢键的羟基、羟基之间相互作用形成氢键的羟基、与醚作用形成氢键的羟基、形成环状结构的羟基;(2)在肥煤阶段CH3/CH2最大;(3)煤中含氧官能团的变化趋势为稳定的官能团具有增大的特征,而不稳定的则减少;(4)在肥煤阶段其芳香烃碳-碳双键强度减小,然后又增大,而在该阶段煤中的长链脂肪类物质(1443cm<-1>)与芳香环上的甲基(1372cm<-1>)之比最大;5)提出在肥煤阶段煤化作用跃变是由于脂肪侧链和芳香体系相互竞争的结果的新观点.在TG/MS分析的基础上,结合煤结构分析结果对煤的热解动力学及热解过程挥发分析出规律进行了讨论,获得的主要结果为:(1)煤的热解动力学及热解过程挥发分析出规律均表明煤热解过程可分为三个阶段,第一阶段:200-350℃,为煤中吸附物质的析出,不稳定官能团的热解和非共价键的破坏等,其热解活化能最低,是容易进行的过程;第二阶段350-600℃,为主热解阶段,其活化能最大;第三阶段600-900℃,为缩聚反应阶段,其活化能介于第一与第二阶段之间.可以用一级动力学方程来拟合这三个阶段.热解活化能在肥煤阶段为最大,煤热解活化能的大小取决于脂肪侧链的含量和分布方式.(2)煤热解过程中烷基侧链的热解将导致煤结构的解体,甲基的热解断裂温度高于亚甲基及次甲基,随煤变质程度的增大,它们析出的峰温增高.(3)热解过程中存在三种甲烷的析出,一种是煤中吸附的甲烷的析出,一般在370℃以前,第二种是煤中甲基的热解脱落,形成甲基离子,进而与氢反应形成甲烷,其主峰温度一般在510℃左右;第三种是芳香体系聚合形成更大的稠环体系,释放出甲烷,其主峰温度在720℃左右.(4)苯的析出模式可以分为三种类型,第一种类型为煤中芳香结构热解脱落亚甲基、次甲基等形成的苯离子进一步加氢的结果,其温度范围在400-500℃左右;第二种是煤中芳香结构热解脱落甲基形成苯离子,苯离子与氢反应生成苯,其温度范围在500-700℃,与甲基离子形成的温度范围相当;第三种是煤中缩聚反应的结果,其形成温度较高,在800℃.