我国现储存有大量的高挥发非焦煤资源,通过低温干馏可得到高反应活性的半焦、焦油和煤气产品,是实现这些煤炭资源高效清洁利用的一种有效方法,煤低温干馏目前已成为陕北的支柱产业。针对低温干馏现行工艺存在的主要问题,即煤气量大质低,难以利用和产品水分含量高,过程水耗高,影响产品质量的问题,提出了以富氧技术与冷煤气循环干熄焦为核心的解决方案。本文主要就富氧低温干馏条件下陕北低变质煤的热解特性及动力学,煤种、粒度、升温速率对煤低温热解的影响及规律,不同干馏介质对热解产率、挥发分逸出特征进行了研究。采用热分析法对三种典型煤样热解特征及热解动力学分析。结果表明,随着升温速率的提高,DTG曲线峰值先降低后升高趋势,DTG峰值前,升温速率越高,相同温度下反应速率越慢;热解过程两个阶段分别满足反应级数模型和三维扩散模型;三种煤粉的反应活化能顺序为:孙家岔煤<王家沟煤<碱房沟煤,表明孙家岔煤的热解反应活性最高,其次为王家沟煤,碱房沟煤的热解反应活性最低,这与挥发性特性指数Rv的结果一致。采用热质联用（TG-MS）实验考察了其不同升温速率条件下煤主要热解气体挥发特性（CH₄、H₂、H₂O、CO、CO₂、C_nH_m）和及其动力学参数,结果表明,煤气析出率在一定升温速率范围内随着升温速率的提高而提高,最大逸出量对应温度随着升温速率提高呈现后移的现象;利用Malek法求气体挥发动力动力学参数,C2H₂和H₂气体挥发满足化学反应模型（n=2）;对煤热解析出气体CO₂和CO进行分峰计算,CO₂的第二和第三峰比较符合三维扩散,CO₂第一峰符合JMA方程;而煤热解析出气体CO三个峰均符合三维扩散。利用S-B模型公式计算的f（α）函数。煤热解气体CH₄析出的机理函数为0.78 0.47f（a）=a（1-a）;煤热解气体H₂O析出的机理函数为0.72 0.36f（a）=a（1-a）通过等转换率法求取了气体演化的的活化能和指前因子。利用250g干馏实验装置进行不同气氛下煤低温干馏实验,结果表明,在N2气氛下粒度对煤低温干馏产物产率影响较小,粒度降低使半焦的产率降低,液、气相产物的份额相应增加。通入不同干馏气氛配比的煤低温干馏实验中,结果表明在低温干馏时,甲烷气氛和氢气可提高焦油收率。同时三种气氛都可降低半焦的产率,提高煤气产率。H₂、CH₄和CO气氛下低温干馏呈现出促进煤气主要成分的析出现象,且随着通入干馏介质气体浓度比例提高,煤气主要成分浓度也相应提高。煤在H₂、CH₄和CO气氛下低温干馏热解可以提高焦油的品质,轻质焦油的份额增加,且随着气体配比的提高而提高,H₂配比到60%气氛下焦油收率最大为10.69%,半焦产率为72.88%,煤气产率为12.64%;CH₄配比30%气氛下焦油收率最大为8.96%,半焦产率为74.56%,煤气产率为11.48%;CO配比30%气氛下焦油收率最大为9.24%,半焦产率为75.08%,煤气产率为10.68%。上述研究结果为新型煤富氧低温干馏技术的开发提供了基础理论和实验依据。