近年来，国际油价的不确定性、化石能源的局限性以及能源消耗的快速增长，促使油页岩资源富足的国家致力于寻找油页岩资源有效开发与经济、洁净利用的途径。基于油页岩本身特质以及目前油页岩干馏技术存在的问题，为进一步清洁、有效地利用油页岩，本文提出了新型油页岩流化床干馏系统，并对其关键参数进行了研究和优化。本文首先对油页岩流化床干馏系统的工作原理进行了分析。该系统以半焦循环流化床和蓄热式瓦斯加热炉为加热炉，以页岩灰和瓦斯气共同作为油页岩流化床干馏炉的热载体，将半焦和瓦斯燃烧热传递给油页岩干馏炉。其后，结合油页岩干馏产物产率、页岩油成分特性和半焦燃烧特性等分析了干馏温度、热载体等系统关键问题，得出油页岩流化床干馏系统的最佳干馏温度范围为460C~490C，在满足系统能量自平衡的条件下，推荐流化瓦斯气应该为油页岩干馏过程提供更多的热量，以降低循环灰对页岩油的吸附和催化作用。作为油页岩干馏热载体的页岩灰具有一定的吸附和催化能力，对油页岩干馏过程的影响值得深入研究。本文第三章和第四章分别通过油页岩慢速和快速热解实验研究了页岩灰对油页岩干馏产物产率及页岩油和瓦斯气成分和特性的影响，采用傅里叶红外气体分析仪、MRU便携烟气分析仪、元素分析仪、模拟蒸馏分析仪、气相色谱质谱联用仪等对页岩油和瓦斯气成分和特性进行了测定和分析。结果表明，随着页岩灰/油页岩的质量比增加，页岩油的重油组分向轻油组分转化，且当比值低于1:2时，页岩灰能够促进页岩油产率的提高，超过这一比值，页岩油产率降低，瓦斯气产率大幅升高。新型油页岩流化床干馏系统的关键是系统内部的衔接与协同控制，以保证整个系统稳定运行和获得最大经济效益，同时减少能量损失和环境污染。本文第五章耦合了化工过程模拟控制软件Aspen Plus和自行开发的循环流化床锅炉热力平衡计算程序，构建完成了油页岩流化床干馏系统的质量和能量平衡，并对整个系统的运行参数进行了分析与优化。