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煤直接液化技术是煤清洁、高效利用技术之一,其产物固液分离技术较多,最常用的是减压蒸馏法,该法得到的残渣量约占原煤的30%左右。煤直接液化残渣主要由煤中未转化的碳、煤中矿物质、液化反应过程生成物以及反应时加入的催化剂组成。煤直接液化工业化进程加快同时必须考虑如何清洁、高效综合利用好液化残渣。本文以神华煤制油工厂的液化残渣为研究对象,对其理化特性、热解行为、热解产物及热解动力学等做了一系列探索性研究。对残渣做了工业分析、元素分析及灰成分分析,表明残渣是一种高碳、高灰、高硫的物质；对残渣做了索氏萃取四组分分离,其四组分重油(HS)、沥青烯(A)、前沥青烯(PA)及四氢呋喃不溶物(THFIS)含量依次为(5.46±0.96)%、(30.82±2.88)%、(22.72±1.15)%、(41.00±3.89)%,表明残渣主要由THFIS和A组成；对残渣及其四组分做了FTIR分析和1H-NMR分析,残渣的芳碳率为0.815,芳环缩合度为0.582,表明残渣整体及其各组分都以重质成分为主；对HS做了GC-MS分析,表明组分重质油主要含有4-6环的稠环芳烃,占重油总质量的85.7%。利用热失重分析技术考察了残渣在不同升温速率、不同气氛、不同粒度下的热解行为,结果表明残渣在N2、(0.1H2+0.9N2)气氛中都表现出两个热解段,热解活跃阶段与高温分解段,但一定浓度H2存在时,其最大失重速率相对较高,半峰宽最小,热解产物释放特性指数R也最大,对热解有一定促进作用；在CO2气氛下,低温段热解行为与N2、(0.1H2+0.9N2)气氛下类似,但高于840℃时有一明显下降趋势；在10℃/min、30℃/min、50℃/min、70℃/min热解升温速率下,低温30℃/min时有利于残渣的充分热解,但过低10℃/min时,热解产物逸出反而较少；在40～300目范围内,残渣的粒度对其热解行为影响不大。900℃终温时,N2气氛中,脱灰前失重率为33.9%,脱灰后失重率略有下降为32.8%,对应的半峰宽增大,R值也略有下降,表明脱灰残渣的热解性质比原残渣弱些,残渣中矿物质存在对其热解有一定促进作用。对残渣做了固定床热解实验,分别考察了400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃终温下的热解行为,600℃终温时失重最大,为29.6%,相对于热重上该值较小；焦油收率600℃最高,为16.7%；高于600℃时焦油收率下降而残渣焦仍有大的失重,间接说明高温段失重主要是气体逸出所致；热解焦油的GC-MS分析结果表明其成分主要为稠环芳香烃和含脂肪烃支链的稠环芳烃,如荧蒽、茚并芘、苯基苝等；焦油再热解仍有22%左右的残余物,表明热解过程中组分有缩聚现象；残渣的SEM表征发现700℃热解条件下的残渣焦气孔最多,表面最粗糙；EDX分析表明残渣焦随温度的升高,C含量增大,O含量减小,其它的Fe、S、Ca、Si含量变化不大。对残渣在N2气氛中不同升温速率下的热解行为,做了常见的三种动力学分析,结果表明,C-R法在残渣活泼热解阶段拟合效果最好,得到的活化能在(63.0～73.1)KJ/mol：F-W-O法与DAEM法拟合效果近似,得到的活化能都随转化率α(0.2～0.8)的增加而呈单调增大变化；在活跃热解温度段,C-R法更适合描述其热解动力学,其热解行为为一级反应。