针对神华集团内蒙古矿区低阶动力煤水分含量高、挥发分高、发热量低、应用范围窄、不适合远距离运输等特点,研究出高效、快速、自燃爆炸风险低,无尾气污染的低温干燥工艺,将煤的低位发热量提高到20.9MJ/kg以上,增加低阶煤的应用范围和经济附加值。研究干燥对煤中官能团构成、结构、表面结构与形貌、比表面积、表面元素价态、氧化动力学参数等性质的影响,以及这些影响与煤炭的自燃倾向性之间的关系,进而确定水分脱除效果好,自燃倾向性影响低的高含水低阶煤干燥提质的最佳工艺条件。研究结果表明:当使用热空气为干燥介质对高含水低阶煤进行快速对流干燥时,在热风流量2000L/min的条件下,170℃热空气可在10min内将煤中水分从30%降低至15%以下,煤的低位发热量提升至23.51MJ/kg,而且干燥尾气内没有气体有机污染物,对环境无影响,干燥也不增加煤的煤尘爆炸性;随着热空气温度的提高和干燥时间的延长,煤的脱水效果变好,但当煤中水分过低时,煤样会回吸空气中的水蒸气。FTIR、SEM、TGA、XPS、BET对干燥前后煤样的表征则表明:当热空气超过170℃,干燥时间超过10min时,热空气会氧化低阶煤,导致煤中的桥键和侧链等官能团氧化;表面微观结构渐趋粉化,热应力裂纹和氧化裂隙增加;煤中孔的数量的减少,孔半径增大;煤氧复合活化能迅速降低,使煤更易与氧结合;煤表面碳元素的氧化程度逐渐加剧;这些变化都会导致煤的自燃倾向性增强。以氮气为干燥介质的实验研究表明:在同等条件下,氮气干燥的效果明显优于空气。对干燥后煤的XPS分析也表明,氮气干燥的煤其表面被氧化的程度大为降低,干燥过程中的煤尘爆炸危险性也低,因此,采用氮气干燥具有安全、节能、环保等优点。但氮气不能低成本无限取用,开发高比例氮气循环的低温干燥工艺,才是解决低阶煤低温干燥提质的根本途径。