从全球范围来讲，煤的储量比较丰富，而石油相对短缺，因此在不久的将来煤必然取代石油成为主要的化工原料。利用等离子体技术，可以将煤一步制成—乙炔，继而生产下游化学品，从而可以实现煤到化工产品的高效转化。为了获得氢等离子体裂解煤制乙炔的最佳反应条件，本文采用最小Gibbs自由能方法，在考虑固态碳C（s）的条件下，对C-H热力学平衡体系进行了计算。结果表明，在2800-4000K温度范围C₂H₂和C₂H是C-H热力学平衡体系中的主要烃类产物。为了防止乙炔的再分解，必须对高温气体产物进行急冷。本文采用动力学方法研究了急冷过程对乙炔收率的影响，结果表明，适当地选择急冷过程，不仅可以阻止高温下生成乙炔的分解，同时又不会阻碍C₂H官能团复合成乙炔，使产物中乙炔的浓度超过热力学平衡浓度。考虑C₂H官能团的复合作用，根据乙炔浓度最大化的原则，本文通过数值模拟选定最佳的反应条件为C／H=1／2、反应温度3200—4100K。本文对等离子体裂解煤制取乙炔过程中固定乙炔所需要的急冷速率进行了计算。计算表明，以固定率R=0.90为准则，当急冷初始温度在3000—3500K温度范围内时，所需的初始急冷速率为0.77-5.8×10⁸K／s。并根据该工艺的具体情况，选择直接喷水气化作为急冷方法；本文研究了急冷过程中C₂H官能团复合成乙炔的机理。结果表明，在急冷过程中，真正对复合成乙炔有作用的官能团反应是C₂H+H₂=C₂H₂+H，而不是C₂H和H的反应。本文研制了裂解煤制取乙炔用氢气等离子体发生器装置，并与山西太原理工大学合作建立了氢等离子体裂解煤制取乙炔的实验系统。初步的实验结果表明C₂H₂是产物中主要的烃类分子，同时还证明了急冷过程中C₂H官能团复合成乙炔推断的正确性。本论文的研究工作证明了氢等离子体裂解煤制乙炔方案的可行性，为进一步的实验研究提供了理论参考。在本文研究工作的基础上，太原理工大学煤化所与清华大学合作申请了国家自然科学基金重点基金项目“等离子体裂解煤制有机物物理化学应用基础研究”（19935010），已通过专家的论证并开始实施。