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目前,我国已成为世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭在我国能源资源中占主导地位。长期以来,煤炭粗放式、低效率地利用造成了能源的极大浪费,并且还加剧了环境污染,因此,推进煤炭的清洁生产和利用,寻求一种清洁高效的煤化工工艺具有十分重要的意义。煤热解制取液体燃料及煤气是实现煤清洁高效、分质利用的一种重要手段。课题组前期开发的甲烷二氧化碳重整与煤热解耦合过程可以显著提高焦油收率,然而仍存在温度不匹配问题。火花放电等离子体具有密度高、放电通道温度较高、反应转化率高、过程能耗低等优点,是活化CH4-CO2重整制合成气的有效手段,可实现低温条件下对甲烷分子的活化,提供大量自由基。有望解决甲烷活化温度与煤热解温度不匹配的问题。为此,本文以实现火花放电活化甲烷二氧化碳重整过程与煤热解耦合互相作用为出发点,以提高热解焦油产率为目的,开展了以下研究工作：(1)在火花放电活化甲烷二氧化碳重整过程中,对等离子体反应器进行设计和改进,并利用该反应器研究了反应器结构参数(放电功率、电极尺寸、放电间距)和工艺条件对火花放电等离子活化甲烷二氧化碳重整过程的影响。结果表明,随着放电输入功率的增加,甲烷和二氧化碳转化率都有明显提高,目标产物选择性明显提高。较粗的电极和较长的放电间距不利于甲烷二氧化碳活化。甲烷和二氧化碳转化率随气体流量增大而逐渐降低。反应温度对放电过程中甲烷和二氧化碳的转化率影响不大。当电极尺寸为φ3×1 mm,电极间距为8mm时,反应物转化率、产物选择性和稳定性可满足实验要求。(2)利用耦合反应器,研究了火花放电活化甲烷二氧化碳重整与煤热解耦合过程工艺条件对焦油产率的影响。随着热解温度的升高,焦油产率和水产率逐渐增大,半焦产率减小。随停留时间增加,热解焦油产率逐渐增加,20min后,焦油产率和半焦产率变化较小。热解方式影响焦油产率,采用火花放电等离子体活化甲烷二氧化碳重整与煤热解耦合(BLG-CRMP)焦油产率明显高于甲烷二氧化碳气氛(BLG-MG)和氮气气氛(BLG-N2)下的热解焦油产率。热解温度550℃,耦合过程焦油产率分别是BLG-MG和BLG-N2的1.41倍和1.54倍。