褐煤是一种煤化程度较低的煤种,具有高水分、高挥发分、低热值、化学活性好、热稳定性差等特点,易风化、碎裂、氧化自燃,不宜远距离运输,多用于坑口电厂直接燃烧应用,长期以来没有得到更好的有效应用。而我国褐煤资源相当丰富,在煤炭资源日益紧张的情形下,褐煤的高效利用逐渐受到重视,褐煤的提质加工利用技术成为当今我国洁净煤技术的重点发展方向。首先分别利用高温高压水热改性和管式炉蒸发提质两种工艺对三种褐煤进行改性提质试验。实验结果表明,与蒸发提质相比,“非蒸发”的水热改性能更有效地脱除褐煤的高水分,降低挥发分和氧含量,增大固定碳含量和发热量,使其煤阶逐渐升高,大幅提高其综合利用价值。较全面地对改性前后褐煤的显微组分、孔隙结构、微观形貌等理化特性进行了对比分析。实验结果表明,改性提质过程中,褐煤中亲水性含氧官能团不断减少,芳香碳结构则逐渐发展、增加。与蒸发提质的单一热作用相比,水热改性的高温高压协同作用使褐煤煤阶提高的更显著。改性提质使得褐煤孔径分布逐渐向微孔方向发展,比表面积、平均孔径和比孔容积呈现不同程度的下降趋势。微观形貌也发生了改变,提质褐煤的表面变得轮廓分明,结构更紧凑,煤质更致密。利用快速热解仪以5000℃/s的升温速率分别考察了热解终温和改性提质终温对褐煤热解小分子挥发分析出特性的影响。研究发现,原煤和提质煤热解气组分均以CO和CO2为主,H2和CH4含量较低；当热解终温为1000℃时,热解气低位热值最高。对于水热改性而言,随着改性提质反应终温的提高,热解气低位热值显著增大,而对于蒸发提质而言,只呈略微的上升趋势。利用快速热解仪以5000℃/s的升温速率对提质褐煤进行热解大分子挥发分析出特性的研究发现,随着水热改性反应终温的升高,脂肪烃、酸类与酚类物质的含量逐渐减少,芳香烃的含量逐渐提高。原煤热解产物中醇类物质的含量很低,水热改性过程中其含量总体上呈上升趋势,但仍然很少,酯类没有表现出明显的规律。