低温热解是低变质煤洁净高效转化、分级分质利用的主要途径之一。目前,国内成熟的低温移动床热解技术煤炭处理量小,仅能处理块煤,而占开采量70%的粉煤几乎不能利用;生产过程面临的关键问题实质上往往是微观科学问题在工程、技术方面的宏观表现,探究低变质煤热解机理十分必要。低变质煤热解特性与其组成和结构息息相关。本论文通过水热预处理、甲烷气氛热预处理、酸脱灰预处理方式人为地改变神东煤的组成与结构,探究神东煤组成与结构的改变对其热解特性及产物组成与分布的影响,旨在为低变质煤组成和结构与其热解特性构效关系的研究提供理论基础。首先,考察煤种、升温速率、反应器类型、终温对低变质煤热解特性及产物分布的影响,优化工艺参数。结果表明,随着升温速率(10~900 ~oC/min)增加,煤热失重先增加后降低,500 ~oC/min升温速率下热失重最大;相比慢速热解(固定床反应器),神东煤快速热解(流化床反应器)焦油、气体产率增加,热解水、半焦产率降低;随着热解终温(500~700 ~oC)升高,神东煤快速热解气体、热解水产率增加,半焦产率下降,焦油产率先增加后降低,在热解终温为600 ~oC时最高。其次,考察不同预处理方式对神东煤组成与结构及其热解产物分布的影响。结果表明,水热预处理有效脱除煤中含氧官能团、水溶性无机金属;甲烷气氛热处理对煤中含氧官能团的脱除率更高,抑制脂肪烃侧链断裂;热预处理煤交联程度降低,介孔增多;酸脱灰预处理有效脱除煤中无机矿物质,对有机质组成影响较小,造成煤中孔结构坍塌;预处理煤热解焦油、半焦产率增加,热解水、气体产率降低;预处理方式不同,各产物产率变化幅度不同。然后,利用溶剂萃取、柱层析洗脱法对神东煤/热预处理煤热解焦油进行组分分离,并对分离组分进行组成分析。结果表明,热预处理煤热解焦油产率、重质组分含量、氧含量增加,更多氧在沥青质组分中富集;热预处理方式不同,各焦油分离组分组成与含量不同。此外,考察了神东煤/预处理煤热解半焦结构及其气化反应活性。结果表明,热处理煤热解半焦微孔结构丰富,芳香微晶结构石墨化程度低,半焦气化反应活性提高,水热预处理煤热解半焦气化反应活性最高;酸脱灰预处理煤热解半焦微孔比表面积略增,但芳香微晶结构石墨化程度高,矿物质催化作用消失,半焦气化反应活性降低。最后,综合关联神东煤热解工艺参数、神东煤/预处理煤结构与组成、热解特性及产物组成与分布、气相产物组成与分布、液相产物组分分离与组成分析、半焦结构与气化反应性分析,揭示预处理神东煤及其热解特性之间的构效关系。