富氢气体可调控煤热解产物组成,深入认识这一过程中产物的调控机制可有效促进热解工艺的优化及其产业化。本文以提高煤热解过程焦油产率为目标,研究了CH₄和CH₄-O₂气氛在煤中低温热解过程中的作用,开展了煤热解与甲烷氧化偶联反应耦合工艺的探索。论文的主要结论如下:（1）相较于N₂气氛下焦油产率,当温度超过600℃时,CH₄气氛可提高煤热解焦油产率;在650℃时,CH₄气氛下焦油产率有明显提高,但是低于H₂气氛下的焦油产率。在甲烷气氛中掺入一定量的O₂作为热解气氛,在650℃时,焦油产率要高于CH₄气氛下焦油产率。在煤热解与甲烷氧化偶联反应耦合过程（OCMP）煤焦油产率高于N₂、CH₄、CH₄-O₂气氛下热解焦油产率。淖毛湖煤在OCMP过程中煤焦油产率为N₂气氛下的1.9倍,是CH₄气氛下热解焦油的1.4倍。表明OCMP过程对焦油产率有明显的提升作用。（2）在600℃时,CH₄有利于蒽油和洗油的生成,而在650℃时,CH₄有利于焦油中各个馏分的生成,特别是其轻油的含量高于了H₂气氛下的轻油含量。与N₂和CH₄气氛相比,在温度高于650℃时,CH₄-O₂混合气氛下萘油、洗油、蒽油的含量均有提高,且在各温度条件下CH₄-O₂混合气氛下沥青的含量均明显高于CH₄和N₂气氛,但是轻油和酚油的含量较低。表明在甲烷气氛中掺入O₂并不利于热解焦油品质的进一步提高。在OCMP过程可以增加煤焦油中各类轻质馏分的含量,有利于焦油品质的提高。（3）与N₂气氛下相比,在600℃时,CH₄有利于酚类和醇类化合物生成,在650℃时,CH₄有利于脂肪烃、芳烃、烯烃、酚类、酯类和醇类化合物的生成。与CH₄气氛下相比,在甲烷气氛中掺入O₂作为热解气氛,有利于脂肪烃、芳烃、烯烃和醇类化合物的生成;在600℃⁶50℃时,酚类化合物的含量较低;且在各温度条件下均不利于酯类化合物的生成。在650℃时,与CH₄和N₂气氛下相比,在OCMP过程中脂肪烃、酚类和醇类物质的含量提升较为明显。（4）与N₂气氛下相比,在H₂气氛下热解焦油中脂肪氢和脂肪碳含量较低,CH₄气氛下热解焦油中脂肪氢和脂肪碳的含量较高,表明在热解过程中甲烷参与了煤焦油的生成反应,增加了芳环侧链的长度和数量。与CH₄气氛相比,在CH₄-O₂气氛下焦油中稠环芳氢的含量有所增加,而单环芳氢的含量有所减小;焦油中芳香季碳的含量有所增加。表明在甲烷气氛中掺入一定含量的O₂,并不利于进一步提高热解焦油的轻质化程度