煤热解是煤热加工利用的第一步反应，热解动力学模型可以预测热解反应速率，有助于理解煤热解过程中化学组分的相互作用、元素迁移及挥发分生成规律并预测热解产物分布。当前文献中已经报道多种热解动力学模型，评估其对不同煤种及热解工艺的适应性，厘清热解动力学模型参数选择的差异性，可为热解工艺及反应器的设计提供参考；研究热解过程中化学结构之间的相互作用机制，对完善热解反应理论及动力学模型具有重要意义。
　　本文选取了三种低阶煤作为样本进行研究，通过吡啶抽提实验、元素分析、工业分析以及13C-NMR固体核磁实验确定了煤样化学结构基本组成，在此基础上开展了热重（TG）实验研究(升温速率10原子百分比相对于其他两种次烟煤高；对于三种煤样羧基碳含量较少，除天池煤外，其余两种煤样则有较为明显的羰基碳峰值。同时使用FWO模型、Friedman模型及KAS模型分析了三种低阶煤样TG脱挥发分动力学，评估了模型的适应性发现等转化率方法中FWO模型能够较好地描述TGA数据。同时采用分布活化能模型预测了三种低阶煤热解反应速率，根据等转化率方法中得到的指前因子分布函数，确定了适用于分布活化能模型中的不同煤种指前因子值，解决了以往分布活化能模型中指前因子选择存在任意性的困难。进而评估了反应级数、反应温度指数、反应阶段数以及活化能分布函数类型的影响，发现双高斯分布活化能n级反应模型对于三种煤样的TG曲线拟合最好。
　　本文采用居里点裂解器（PY）对准东煤进行了快速热解实验研究，升温速率高达2000,研究发现当最终的热解温度约为1200K左右时，颗粒的内部热量足以促进各种反应，并且煤颗粒中的温度梯度将降低。但温度低于1100K时，由于煤颗粒局部发生热解导致不稳定桥，外围结构等化学组分产生的变化不同，因此失重随粒径变化出现一定差异。同时采用大分子网格模型对热失重过程进行预测，提出不稳定桥竞争与协调热解模型，很好的预测并解释了高温下非冷凝气体与焦油释放的不同步的现象，且能够较好地预测准东煤在PY快速裂解实验中的失重并揭示不同化学结构随温度变化的反应机理。
　　实际工业中煤焦是热解的主要产物之一，热解过程对煤焦表观形貌变化具有重要影响。本文自行设计流化床热解装置，并成功制备了煤焦颗粒，与快速PY裂解制备煤焦进行了对比研究，发现流化床制备煤焦孔隙更为丰富；随热解温度的增高，PY裂解条件下煤焦粒径先减小后略微增加，而流化床热解制备的煤焦粒径减小；相较于原煤而言，两种热解条件下颗粒二维球形度均呈现出减小的趋势。