煤中有机质的化学结构，是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键互相连接，并带有各种功能团的大分子结构(见煤化学)，通过热加工和催化加工，可以使煤转化为各种燃料和化工产品
在煤的各种化学加工过程中，焦化是应用最早且至今仍然是最重要的方法，其主要目的是制取冶金用焦炭，同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃;
煤气化在煤化工中也占有很重要的地位，用于生产城市煤气及各种燃料气(广泛用于机械、建材等工业)，也用于生产合成气(作为合成氨、合成甲醇等的原料);煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液化等过程主要生产液体燃料。
新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)等，它与能源、化工技术结合，可形成煤炭——能源化工一体化的新兴产业。
煤炭能源化工产业将在中国能源的可持续利用中扮演重要的角色，是今后20年的重要发展方向，这对于中国减轻燃煤造成的环境污染、降低中国对进口石油的依赖均有着重大意义。可以说，煤化工行业在中国面临着新的市场需求和发展机遇。
我国煤炭资源丰富，煤种齐全，发展煤炭液化、气化等现代煤转化技术，对发挥资源优势、优化终端能源结构、大规模补充国内石油供需缺口有现实和长远的意义，国家“十五”能源科技和能源建设计划对发展煤化工给予充分的重视。
工业燃气应用
作为工业燃气，一般热值要求为1100-1350大卡热的煤气，可采用常压固定床气化炉、流化床气化炉均可制得。主要用于钢铁、机械、卫生、建材、轻纺、食品等部门，用以加热各种炉、窑，或直接加热产品或半成品。实际应用中通常需要精确控制加热温度，以达到工艺或质量控制目的，燃气的热值稳定性就尤为重要。
在线/过程质谱仪针对H2和CH4的测量采用了测量补偿技术，可保证实际热值测试结果的准确性，为燃气的燃烧测控提供了有效有力的数据依据。
冶金还原气应用
煤气中的CO和H2具有很强的还原作用。在冶金工业中，利用还原气可直接将铁矿石还原成海棉铁;在有色金属工业中，镍、铜、钨、镁等金属氧化物也可用还原气来冶炼。因此，冶金还原气对煤气中的CO含量有要求。过程气体质谱分析仪可实时有效测量CO或H2浓度，指导调整气化工艺，保证产气效率。
化工合成原料气
随着新型煤化工产业的发展，以煤气化制取合成气，进而直接合成各种化学品的路线已经成为现代煤化工的基础，主要包括合成氨、合成甲烷、合成甲醇、醋酐、二甲醚等。
化工合成气对热值要求不高，主要对煤气中的CO、H2等成分有要求，一般德士古气化炉、Shell气化炉较为合适。
目前我国合成氨的甲醇产量的50%以上来自煤炭气化合成工艺。若煤气成分中CO2浓度过高，直接会影响合成工序压缩机的运行效率(一般降低10%左右)，必然造成电耗和压缩机维修费用增加。
近年来在线质谱仪越来越多地应用于实际煤气化煤气分析中，在线质谱仪分析煤气成分中的CO、CO2、CH4的浓度，使用热导传感器测量H2的浓度，使用电化学传感器测量O2浓度，同时根据测量成分的浓度，计算得到煤气的理论热值。从而取代了奥氏气体分析仪的人工取样和人工分析环节，可实现自动化测量，避免了人工误差。预处理系统和仪器相对燃烧法热值仪具有结构简单，操作维护方便的特点，更加适合煤气化实时在线的分析要求。
过在线质谱仪在用于CO、CO2、H2等气体的浓度测量同时，还指导合成气工艺控制，可保证化工产品的产量和质量，同时可达到节能的目的。
ProC-TOF在线质谱仪定量分析作为工业过程在线分析的有效手段，与色谱仪、红外分析仪等仪器比起来具有天然的优势。用于合成气制烯烃、合成气制油、合成气制烷烃、天然气制烯烃
其快速、多流路、多组分、高精度、高稳定的分析特性使其成功应用更具有价值意义，对于质谱定量分析方法的成功应用，为国产质谱仪器的开发及推广应用起到了积极推动作用，同时有利于工业过程生产的优化控制，使资源分配更趋合理化，提高生产效率。