1、生物質型煤發展概況
日本在面臨石油危機的境況下開發了生物質型煤，我們也叫做生物質顆粒燃料（經過
木屑顆粒機或者秸稈壓塊機壓制生產而成的），其是由粉碎后的農作物秸稈、原煤與固硫劑混合后經高壓成型機壓制而成，其中生物質占15%～30%，固硫率可達80%，燃燒效率高達99%。日本于1985年即在北海道建成了一座年產6000t生物質型煤的工廠，并試驗生產了生物質型煤的小型燃燒裝置和專用燃燒設備，生物質型煤如下所示：
山東某生物質型煤示范廠1995年建成，是目前國內少數具備工業規模的生物質型煤生產廠，年產量1萬t，生產的型煤呈枕頭形(40mmx40mmx25mm)，含生物質10%～30%。
中日合作在成都市進行了生物質型煤生產試驗，并深入研究了生物質型煤的生產工藝流程及其周硫技術，試驗生產的生物質活性型煤是在煤粉中添加有機活性物（20%～30%）和脫硫劑(Ca/S=1～2)等，將其混合后經由日本慶應大學提供的K-123A軸壓縮式成型機在170kg壓力下高壓壓制成具有易燃、脫硫效果顯著、未燃損失小等特點的型煤。生物質型煤在成型之前一定要控制煤粉、有機物質和生石灰的水分（小于5%），以便通過成型機成型固化。
中國礦業大學的張明旭等人在實驗室中以熱重(TG)、差熱(DTA)和傅立葉變換紅外光譜(FTIR)聯合技術對型煤進行了定性及定量研究。研究發現通過合理配比，利用高硫煤的熱值、石灰（石）的固硫特性、生物質燃料的助燃和催化效果，制成的混合燃料不論從熱值上還是環保上都是流化床的適宜燃料。哈爾濱理工大學的劉偉軍等人對生物質型煤點火性能、燃燒機理、燃燒速度、燃燒污染特性和固硫規律等進行了理論分析和試驗研究，這是國內有關生物質型煤方面所進行的最全面的理論分析和試驗研究。浙江大學熱能工程研究所對生物質成型技術和燃燒固硫技術也開展了相關的研究工作。
2、生物質型煤的技術特點
生物質型煤( Bio-briquette)是指破碎成一定粒度和干燥到一定程度的煤及可燃生物質，按一定比例混合，加入少量固硫劑，利用生物質中的木質素、纖維素、半纖維素等與煤粘結性的差異經壓制而成。生物質型煤是型煤中的一種新產品，它除具有一般型煤的優點外，還具有熱效率高、灰分少、固硫率高、生物質來源廣泛、生產成本低等優點，既能節省能源，又能明顯減少對大氣的污染，具有綜合的經濟、環境及社會效益。
2.1 生產工藝流程
生物質型煤制備工藝主要由烘干、粉碎、混合、高壓成型等單元組成，生物質型煤生產工藝流程見圖1。其生產過程如下：①將原煤和準備摻入的生物質分別進行烘干，將干燥后的煤進行破碎，生物質也需碾碎，磨成微細粉末；②將兩者進行充分混合，此時可根據原煤和生物質的特性，視情況加入某些適量粘結劑和脫硫劑；③將上述混合物一同送入成型機，在高壓下制成生物質型煤產品。
2.2抗壓強度
抗壓強度是生物質型煤各項機械性能指標中最直觀、最有代表性的指標。一般而言，隨著原煤可磨性系數(HGl)的不斷增大，型煤的抗壓強度也逐步升高。含20%左右生物質的型煤和普通型煤的煤料粒徑與抗壓強度具有不同的關系，當煤料粒徑大于0.3mm時，生物質型煤的抗壓強度會逐漸降低，見圖2。所以，國內外對煤料成型粒徑一般均要求在3mm以下。
2.3點火性能
生物質型煤一般由高揮發分的生物質和低揮發分煤或高灰分、低發熱量的劣質煤組成。混合后的型煤比原煤可燃基揮發分有所提高，更主要的是在點火過程中，易燃的生物質率先點火放熱，使型煤在短時間內升溫迅速達到著火點，使不易點火的原煤也隨之很快著火，而且隨著生物質的迅速燃燒，在型煤中生物質燃料占有的體積迅速收縮，型煤中空出了許多孔道及空隙，為氧氣的滲透擴散創造了條件，所以點火能深入球面表層下一定深度，形成穩定的點火燃燒。在高壓成型的生物質型煤中，其組織結構決定了揮發分的析出及向型煤內部傳遞熱量比較緩慢，所以形成揮發分點火逐步進行，且點火所需的氧氣比原煤層狀燃燒點火時要少。從總體趨勢分析，生物質型煤的點火溫度更趨向于生物質點火特性。
2.4燃燒特性
生物質型煤是由煤與生物質燃料機械混合后在高壓下壓制成型，其仍具有這兩種原來燃料的特性。生物質燃料的著火點僅為200～300℃，比煤的著火點(600～700℃)低得多，所以生物質型煤中的生物質燃料在200～300℃的溫度下即著火燃燒，它的燃燒又迅速將煤點燃，這樣可以大量節省工業鍋爐點火時使用的價格較高的劈柴及油等引燃材料。生物質型煤在燃燒的過程中呈多孔球燃燒，供氧充分，不會產生煤熱解過程中因為局部供氧不充分發生熱解析碳冒煙現象。實踐證明，用煙煤壓制的生物質型煤在其燃燒時生成的煤煙用肉眼幾乎看不到，煤煙的生成量只是原煙煤的1/15。一旦發生煤熱解析碳，生成的煙粒很難再燃掉，導致煙囪冒黑煙，污染環境。生物質型煤在燃燒過程中形成多孔形煤球，此時供氧充分，傳熱傳質強烈，燃燒充分，灰渣中殘碳含量低，且多孔形的燃燒球體使殘余灰渣難于粘結成塊。
2.5固硫特性
一般型煤（氧化鈣作脫硫劑）固硫率為40%左右，而生物質型煤的固硫率可以達到70%左右。生物質型煤在成型過程中，不僅加脫硫劑氧化鈣，而且加有機活性物質（如秸稈，鋸木屑等），生物質型煤在燃燒過程中，隨著溫度的升高，由于這些有機生物質比煤先燃燒完，炭化后留下空隙起到膨化疏松作用，使固硫劑Ca0顆粒內部不易發生燒結，甚至使孔隙率反而增加，增大S02和O2向Ca0顆粒內的擴散作用，提高了鈣的利用率，因此，生物質型煤比一般型煤固硫率高。同時生物質對生物質型煤在燃燒過程中起到的膨化疏松作用增加了生物質型煤燃燒的空氣流通量，使得生物質型煤的熱效率不僅高于一般型煤，而且大大高于散煤。
在美蓉煤中加人生物質、脫硫劑氧化鈣制成生物質活性型煤，其固硫率可達60%左右，另外在生物質活性型煤中加脫硫添加劑（脫硫劑生石灰加入Ca/S=2），固硫率則達到95%，幾乎完全把煤中的硫固定在爐渣中。
3、生物質成型機
目前由國內外的經驗可知，高壓成型機是壓制生物質型煤的關鍵設備。
北京某公司所屬機械廠與中國礦業大學合作研制的專利產品GXM600-45工業型煤成型機就是這種高壓成型機中的一種。該機吸收了國外同類產品的優點，采用液壓控制、強制給料、對輥成型、多級保護等先進技術，縮小了整機體積，大幅度降低了成本。該機僅為國外同類產品價格的10%，性價比優，利于推廣應用。CXM600-45工業型煤高壓成型機按其工作原理大致分為傳動、液壓、給料、成型、框架等五個部分。它的主要性能參數為：主機驅動功率45kW;型輪尺寸q-600mmx450mm；型輪轉速16r/min；成型線壓力2.85～3.17t/cm2；正常工作最大總壓力140t;產量15t/h；整機質量12t。
4、結束語
我國生物質燃料資源豐富，倡導和開發生物質型煤對我國型煤的發展將起到積極的推動作用。目前國內眾多高等院校、科研院所的深入研究，試驗和生產廠家的運行實踐均為生物質型煤規模產業的形成奠定了基礎，高壓型煤成型機及相關設備的國產化，企業和公眾環保意識的加強與提高必將有利地促進生物質型煤的推廣應用。生物質工業型煤具有優異的燃燒性能，成型時可少用或不用粘結劑，可充分利用低熱值煤作原料，型煤強度高，便于運輸；生物質燃料來源廣泛，生物質型煤成本低，適宜在我國普遍推廣。鑒于國內型煤技術研究的現有基礎，開發生物質型煤技術，意義重大，切實可行。
