中国是一个煤炭储量相对丰富的国家。煤约占一次能源消费总量的70％，在今后相当长的时间内仍将是能源消费的主体。煤在利用过程中会产生大量的二氧化硫、氮氧化物和灰尘等污染物，对环境造成严重污染。尤其在中国，大量的煤用于中小型燃煤锅炉和家庭炊用，使得环境问题更加突出。另外，中国的石油进口量逐年增加。从煤中制取液体产品可以部分缓解中国石油进口的压力。为实现中国经济和社会的可持续发展，迫切需要一种先进的煤转化技术。 然而煤的直接或间接液化技术目前还受到经济和技术因素的限制。煤作为一种由多种有机物和无机物组成的复合混合物，在热转化过程中会同时生成液体、气体和固体产品。因此，考虑了煤结构和热转化特性的多联产工艺将是一种高效的煤转化技术。在中国，烟煤和褐煤的储量非常丰富，约占煤炭储量的85％，它们大多被用于燃烧发电。为了实现在燃煤发电前，在较温和的条件下，从这些高挥发分的煤中提取部分液体燃料和精细化学品的目的，并实现脱硫脱硝，中科院过程工程研究所的郭慕孙院士提出了“煤拔头”工艺的设想。 本文的目标是研发具有自主知识产权的煤拔头新工艺和相关技术，主要研究工作如下：1)通过热态探索实验对在下行床与循环流化床集成的热解—燃烧系统中实现煤拔头的技术可行性进行了考察。建立了一套高约12m，处理能力为8kg/h的集热解—燃烧于一体的下行循环流化床煤拔头工艺热试装置。通过工艺计算确定了煤拔头工艺的操作参数。考察了下行循环流化床系统在高温下的压力分布等流动特性。用数学模型计算了不同操作条件下颗粒在下行床主体中的停留时间。 2)对快速加热、快速分离和快速冷却等拔头工艺的关键技术进行了实验研究和模型分析。关于快速加热问题，采用模型计算与实验验证相结合的方法，研究了煤粉在拔头工艺混合加热段中的传热和热解特性。该方法无需直接测量煤粉内部的温度场，而以热解产生的CO2作为示踪气体评价其快速热解过程。基于实验数据，建立了一个综合传热和热解的数学模型，预测了不同条件下煤颗粒的加热速率，提出了强化混合加热段颗粒传热的措施。关于快速分离问题，采用低压降、短停留时间的弧面