热解是物料进入气化炉中必不可少的过程。它将物料中大量复杂的碳氢化合物分子分解成相对较小和较简单的气体，焦油和焦炭分子的热解过程如图2.4所示。其中气体的成分比较复杂，主要包括H2、H2 O、CO、CO2、CH4、N2、H2S等，而对于某一种具体物料而言，其热解所产生的产物组分就更加复杂了。

图2.4　焦油和焦炭分子的热解过程(www.daowen.com)

在热力学平衡模型中需要计算煤的热解产物，因为煤在复合串行气化过程中的燃烧阶段和气化阶段有不同的作用。燃烧阶段往炉内通入煤后，煤立即发生热解，产生的焦炭一部分用于燃烧，而未燃尽的部分则用于气化，所以在燃烧阶段必须通过热解计算出产物，特别是产物中的焦炭含量。对于不同煤种，其热解产物不同，同一煤种不同床温下、不同加热速率条件下的热解产物也不同，准确描述煤的热解产物十分重要，相关的热解产物预测模型也很多，其中得到公认的模型是Merrick提出的。本书采用Merrick的模型进行计算。热解产物与煤的可燃基之间存在元素平衡关系，其元素平衡矩阵方程组可写为式（2.1）：

其中，焦油的分子式用C6H6.2O0.2表示，Ccoke、Hcoke、Ocoke、Ncoke、Scoke为煤半焦可燃基中C、H、O、N、S各元素的质量分数；Ccoal，t、Hcoal，t、Ocoal，t、Ncoal，t、Scoal，t为焦油中C、H、O、N、S各元素的质量分数；Ccoal，daf、Hcoal，daf、Ocoal，daf、Ncoal，daf、Scoal，daf为煤可燃基中C、H、O、N、S各元素的质量分数；xcoal，1表示热解产物中CH4的H元素含量占原煤中H元素含量的质量分数；xcoal，2、xcoal，3分别表示热解产物中CO及CO2的O元素含量占煤中O元素含量的质量分数。经验数值xcoal，1、xcoal，2、xcoal，3需要由制取煤半焦后进行元素分析得到。