煤作为我国目前来说能源结构当中比重最大的部分,其清洁化工业化应用成为亟待解决的问题之一。这其中煤的热解是煤工业应用的重要环节,同时也是是对于结构复杂的低阶煤来说最好的研究手段。受到煤结构的复杂程度限制,煤热解的机理尚不清楚,众多学者在此方面开展了大量研究。基于国内外的研究现状,本文针对煤及煤焦,以萃取实验为平台,探讨有机萃取溶剂的萃取特性;利用水平管式炉试验平台,深入研究煤热演化过程中的参数变化;利用核磁共振技术与太赫兹时域光谱技术为技术手段,开展不同煤及煤焦的波谱分析。本文的主要研究内容如下:选取了三种不同的煤样和三种不同极性的有机溶剂,系统的开展了普通热萃取、微波辅助萃取、反应釜萃取实验。结果表明四氢呋喃的萃取特性最好,石油醚的萃取特性最差。在微波辅助萃取与反应釜萃取中,随着萃取温度的增加,萃取率都呈现增长的趋势,但增长率两者不同。相比于另外两种萃取方式,微波辅助萃取拥有独特的优势使得萃取率最高,反应釜萃取的萃取率最低。三种萃取方式的萃取率随着煤样当中的固定碳含量增加而增加,呈现正向关系。分级萃取与单级萃取萃取率呈现不同的变化规律,前者先减小后增加,后者先增加再减小。通过制焦实验平台,制备不同的热解温度、不同转化率的焦样,以四氢呋喃作为萃取剂进行萃取实验。结果表明低温热解焦的萃取率随着停留时间的增加先减小后增加。相同转化率焦的萃取率随着温度的提高呈现先上升后下降,再缓慢上升的趋势。分级萃取煤焦的规律与单级萃取规律相似,但整体波动性小于单级萃取,在第二级四氢呋喃萃取的萃取率最低。利用液相核磁共振技术,对煤及煤焦萃取产物进行分析。结果表明,四氢呋喃萃取产物当中主要为含有脂肪部分当中的甲基碳和芳香部分的质子化芳碳的物质。微波辅助萃取中,随着萃取温度的升高,亚甲基碳和质子化芳碳的种类增多。在反应釜萃取中,随着萃取温度的升高,亚甲基碳和芳甲基碳的种类先增加后减少。煤焦有机溶剂萃取实验主要的萃取物为含有脂肪部分的与链状烷烃连接的甲基碳、亚甲基碳和芳甲基碳的物质。通过对比峰位参考表,可以知道萃取出来的物质的分子量大多数集中在60至90之间。利用太赫兹时域光谱技术,对煤和煤焦以及其萃取余物进行分析。结果表明,该实验的压片压力在20MPa时信号最好。七种煤样的信号延时和幅度变化都分为三个区域,通过吸收系数(K)和平均折射率(M)两个参数进行分析,得到了K、M与宏观工业分析、元素分析参数之间关系。对典型煤及煤焦和两者的萃取余物进行分析,其中普通热萃取K、M值最低,微波辅助萃取120℃时K、M值最高。三种萃取方式中,反应釜萃取能够达到最大的K值,微波辅助萃取能够达到最大的M值。在分级萃取中,第二级萃取的K、M值达到最大。对煤焦及其萃取余物而言,低温热解焦的K、M值的变化规律为,随着焦停留时间的增长先减小后增加,且增加的趋势不明显。随着热解温度的增加,吸收折射信号出现漂移。