易开采、储量大且高挥发分含量的低阶煤是煤气化技术的理想原材料。但是过高的含水量不仅会使低阶煤在气化时生成大量的废水,还会损耗气化设备的使用寿命。因此,低阶煤在气化前都要经过脱水干燥处理。水热脱水技术可在实现较高脱水率的同时,有效抑制低阶煤在干燥后的重吸附现象。然而,目前对水热脱水技术的研究多以宏观实验为主,无法从微观层次解析水热脱水的作用机理等问题。本文首先以某褐煤为研究对象展开水热脱水实验,探究脱水效果与水热温度之间的关系。实验表明:高温水热脱水可有效脱除褐煤的水分,使褐煤的含水量降低63.99%。在水热处理过程中,毛细水作为主要的脱除对象在250℃时被脱除60.09%,游离水与吸附水分别被脱除43.56%、52.94%。在300℃时三种形态的水分脱除率明显上升,分别达到69.20%、57.78%、60.50%。这表明300℃时褐煤结构在水热过程中进一步受到破坏,从而释放出更多的水分参与脱水过程。其次,使用计算化学的方法构建并优化了褐煤的平均大分子模型,在此褐煤模型基础上,构建出多种煤-水单分子复合物模型与多分子煤-水复合物模型。借助量子化学的方法对单分子复合物的吸附能与分子间弱相互作用进行计算。并对褐煤分子内含氧官能团的失效温度,以及水热过程中水分子的迁移脱除规律展开了分子动力学计算。研究表明:随水热温度升高含氧官能团最大概率的失效顺序是:芳香醚、脂肪醚、羧基、羰基、醇羟基、酚羟基。酚羟基最大概率的失效温度为380℃,但是在300℃时酚羟基就可以初步分解,这解释了实验中样煤在300℃时毛细水与游离水脱水率突然上升的原因。最后在探究水分子迁移脱除规律时发现,环境水会向褐煤分子方向运动并与表面水分子通过氢键形成水网结构,带动褐煤的表面水一起向远离褐煤的方向运动。随着温度继续上升,褐煤结构内的含氧官能团逐渐分解,使得褐煤的吸附水开始失去吸附位点,从而更容易被环境水结合向远离褐煤方向运动。在高温阶段,含氧官能团大量分解使大部分吸附水脱离褐煤分子吸附,并通过氢键与环境水相连使水网结构向水分子团形态演化,以滚动的运动方式远离褐煤分子。水分子团中的水分子通过氢键彼此连接,在进一步阻碍水分子与含氧官能团形成氢键的同时相互限制运动,使游离作用减弱,有效促进了脱水效果的提升。