低阶煤利用技术是我国能源领域研究重点和热点。本课题选用神府次烟煤(SSBC)、准东次烟煤(ZSBC)、先锋褐煤(XL)、锡林郭勒褐煤(XL’)和胜利褐煤(SL)几种低阶煤为研究对象,在1-甲基萘(1-MN)、四氢萘(THN)以及工业甲基萘油(CMNO)等高沸点溶剂体系中对煤样进行了变温热溶和分级变温热溶,考察了热溶温度,溶剂对低阶煤热溶性能的影响;在过氧化氢作为氧化剂的体系中考察了氧化反应温度,过氧化氢浓度以及反应时间对低阶煤氧化解聚性能的影响;在此基础上联合热溶和氧化研究了低阶煤的热溶-氧化解聚性能;利用红外光谱(FTIR)、元素分析、凝胶色谱分析(GPC)、荧光分析、热重分析以及气相色谱-质谱联用(GC/MS)等分析手段对热溶及氧化各级产物进行分析表征,初步探讨了基于热溶和氧化的低阶煤的解聚机理。以1-MN为溶剂,分别在之间选取不同的温度对SSBC、ZSBC、XL以及XL’四种低阶煤进行热溶。发现低于360℃条件下,四种煤的热溶率都随着温度升高而增加,360℃热溶率达到了最大值,而进一步升高热溶温度,热溶率反而降低。同时考察了300~380℃1-MN和THN对XL’的变温热溶和分级变温热溶,发现供氢溶剂THN中XL’的热溶率随温度升高一直增加,较低温度下THN对XL’的热溶效率低于1-MN,但380℃的热溶率明显高于1-MN。结合SSBC和XL’不同温度热溶产物的分析表征结果表明煤的热解和缩聚共同影响其热溶效果。360℃下分别利用1-MN、CMNO和喹啉(QN)对SSBC进行热溶发现,SSBC在1-MN中的热溶率为56%,CMNO中的热溶率为66%,而在QN中只有42%。在1-MN中添加QN热溶率降低,添加NMP或甲醇能提高SSBC的热溶率,但同时加入NMP和甲醇两种极性溶剂,热溶率反而降低,表明两种极性溶剂有相互作用,降低了对SSBC的热溶解聚作用。在CMNO中添加甲醇等极性溶剂热溶率也降低,进一步表明添加的极性溶剂与CMNO中的活性组分发生了作用,降低了其对SSBC的热溶效果。360℃下不同溶剂对SL进行热溶发现,SL在1-MN中的热溶率为30.4%,显著低于SSBC;煤种不同,溶剂对其热溶性能的影响也存在明显差异。与SSBC相同的是,CMNO和添加甲醇或乙醇的1-MN对SL的热溶效果明显强于1-MN;与SSBC不同的是,在CMNO中添加甲醇或乙醇仍能大幅度提高SL的热溶率,并且添加亲核能力较强的乙醇时效果更好,热溶率增加到88.1%。另外,添加不同醇得到的热溶产物的表征结果也显示各自结构特征明显不同。上述结果表明热溶过程中CMNO中极性组分、煤结构中的活性基团与小分子醇都有相互作用,各种作用竞争结果导致对于含氧官能团较丰富的SL,添加小分子醇后热溶效果增加,其中CMNO中添加甲醇有利于较小分子量的组分的溶出,添加乙醇醇解反应更明显,有利于较大分子量的组分的溶出。而1-MN中添加甲醇/乙醇热溶物的平均分子量增加。温和条件下利用过氧化氢对几种低阶煤进行氧化解聚,发现相同条件下其氧化解聚性能差异较大。原煤中碳含量高,氧含量低,其氧解转化率呈降低趋势。升高氧解反应温度和增加过氧化氢浓度能够促进煤的深度氧化和氧化产物的脱羧反应。XL氧解反应性高,氧化水溶性产物中丙二酸和丁二酸等α,ω-二羧基烷酸含量高,表明XL中含有丰富的-CH2-和-CH2-CH2-桥键;SSBC氧解转化率低,氧化水溶性产物主要为(取代)苯甲酸和苯乙酸等一元单环芳酸。对热溶性能和氧化性能差别较大的XL和SSBC展开热溶-氧化解聚。XL热溶残煤的氧化主要以共价键交联的大分子结构的氧化解聚为主,氧解率较低,水溶性氧解产物较简单。SSBC原煤过氧化氢中氧化反应性较XL低,但热溶过程中部分C-O交联键断裂生成酚羟基,导致SSBC热溶残煤的氧化反应性增强,发生了侧链及交联结构的氧化解聚,水溶性氧解产物中除了(取代)一元芳酸以外,生成了较多水溶性的短链烷酸和以乙二酸、丙二酸为主的α,ω-二羧基烷酸。基于热溶和氧化,提出了一种低阶煤的逐级解聚方法,该方法可以将煤分级为洁净无灰的热溶物、水可溶物以及热溶-氧化解聚残煤等产物,从而显著提高低阶煤的利用价值。提出的热溶和氧解组合工艺对低阶煤的分级转化和利用具有重要的指导意义。