1、开发生物质型煤的必要性能源和环境是国民经济和社会可持续发展的重要保证。我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，2005年煤炭消费量达20亿t，并且84%用于直接燃烧，造成了严重的环境污染。我国的大气污染主要是燃煤排放的S02和烟尘所致，S02排放量占全球S02排放总量的11%，居世界第一位，其中82%来自燃煤。为控制S02排放污染，必须加大控制S02排放力度和措施。在未来相当长的时期内，我国以煤炭为主的能源格局不会改变，煤炭消耗量将持续增长，控制和减少S02排放量已成为当务之急。
2004年4月通过的《大气污染防治法》明确提出，要防治燃煤产生的大气污染，必须推行煤炭洗选加工、固硫型煤以及配套建设脱硫除尘装置等技术。固硫型煤做为燃烧中固硫的工业用燃料，固硫率可达40%～50%，较适宜中小型锅炉、窑炉和各种民用炉具使用，是符合环保政策的清洁燃料。
生物质型煤是指把高挥发分、低灰、低硫、低燃点的生物质原料按一定比例与低挥发分、低灰、低硫、高燃点、高热值的无烟煤或烟煤煤粉混合后，通过一定工艺制备成的型煤。该型煤以不同的成型粒度分别适合于中小型层燃锅炉或流化床燃烧用燃料。与一般固硫型煤相比，具有着火点低、燃烧彻底、燃尽率高、烟气中烟尘、S02更少等特点，同时由于加入大量生物质，是开发资源丰富的可再生能源（生物质能源）的有效途径，具有广阔的发展空间。
我国中小型燃煤锅炉约有49.9万台，年用煤3.5亿t，若大量推广燃用生物质型煤，在节煤、节气、节能、环保等方面将带来巨大的经济和社会效益。
2、生物质及生物质能源
生物质是一切有生命的有机物质的统称，包括植物、动物和微生物。生物质能源是指蕴藏在生物质中的能量，是一种可再生能源，主要是指把某些生物质作为一种能源（而不是食物），设法将蕴藏在其中的化学能尽量全部、集中地释放出来，以满足人类对能源的需求。
2.1部分生物质的化学成分
从物理和化学角度看，生物质由可燃质、无机物和水分组成，主要含碳、氢、氧及少量氮、硫等元素。生物质中各元素含量的多少，决定其燃烧状态。
2.2部分生物质的工业分析
生物质的工业分析，是指生物质含有挥发分、固定碳、水分和灰分的多少，各成分含量不同也将影响生物质的燃烧状态。
2.3 生物质的物理特性
(1)生物质原料的堆密度差别较大，木材、木炭、棉秸等物料的堆密度为200～350kg/m3；而大部分农作物秸杆属低堆密度物料，如玉米秸堆密度小于100kg/m3，麦秸堆密度小于50kg/m3。
(2)自然堆积角一般反映物料的流动性，碎木材一类生物质的自然堆积角不超过45°，而铡碎的玉米秸和麦秸的自然堆积角可超过90°。
(3)木材等硬柴形成的木炭机械强度较高，析出挥发分后几乎可保持原来的形状；而秸杆炭的机械强度较低，大量挥发分析出后不能保持原有形状，细而散的炭粒降低了反应层的活性和透气性。
(4)生物质原料的灰熔点一般在900～1050℃。
(5)生物质的燃点约为250℃，当温度达到400℃时就能很好的燃烧。
(6)生物质的发热量（见表3）一般明显低于煤炭，只相当于煤炭发热量的1/2～2/3，
2.4发展生物质能源的重要意义
我国生物质能源丰富，分布广泛，开发利用潜力巨大，而且是减排温室气体成本最低、效益最好的一种可再生能源。因此，开发生物质能源应该放在可再生能源发展战略的优先位置，发展方向是商品化和现代化。生物质能源独特的形成过程既不同于常规的矿物能源，又有别于其它新能源，兼有两者的特点和优点，是最主要的可再生能源之一。
(1)生物质能源量大。我国每年产生的生物质总量有50亿t（干重），相当于20多亿t油当量。可作为能源开发利用的生物质资源量每年约700Mt标准煤，其中秸杆有120Mt，薪柴有90Mt，其他为城市垃圾和工业有机废料等。
(2)生物质能源是一种理想的可再生能源，只要太阳辐射能存在，绿色植物的光合作用不停止，生物质能源就不会枯竭。
(3)生物质能源的清洁性。生物质中的碳来自空气中流动的C02，如果生物质能源生成和释放的速度相当，空气中的C02量甚至可以达到平衡，整个生物质循环就能实现C02的“零排放”，从根本上解决矿物能源消耗产生的温室效应。
(4)生物质能源对生态环境具有保护作用。以生物质资源代替化石燃料，一方面减少了化石燃料的供应量；另一方面可减少C02、S02，NOx等污染物排放。每利用1万t桔杆，可少排C02 1.4万t、S02 40t、烟尘100t。另外，农村大量焚烧桔杆现象屡禁不止，造成严重的资源浪费，有些地区废弃秸杆量已占总秸杆量的60%以上。如能把这部分资源充分利用起来，对节约能源和保护环境具有重要意义。
3、生物质型煤的制备
型煤是指以适当的工艺和设备将具有一定粒度组成的粉煤加工成一定形状、尺寸、强度并具理化特性的人工“块煤”。与原煤和天然块煤相比，型煤粒度均匀、孔隙率大、反应活性高，同时由于掺入添加剂，采用快速加热及热焖等成型工艺，对原煤有明显的降粘、阻熔、增加反应活性、改善热稳定性、提高机械强度以及固硫等优化效果。
生物质型煤是把生物质粉碎后与煤粉按一定比例掺混，并添加少量粘结剂，采用型煤制备工艺而制成的。它结合了生物质和煤的特点，发挥了型煤的优势，并具环保性和经济性。
3.1工业生产中生物质型煤的制备
目前，型煤生产工艺按原料含水量分为湿式工艺和干式工艺。生物固硫型煤的制备采用干式工艺（工艺流程见图1），原料干度必须达到煤质含水小于4%，生物质含水小于7%。生物质的加入（湿式不能加入生物质），改善了型煤在工业炉排上的燃烧效果，炉渣含碳量可达到8%～10%。如加入消烟固硫剂，可较好的消烟、固硫（固硫率最高可达71.9%），是较为理想的工业锅炉燃料。
3.2实验室制备生物质固硫型煤
1)原料处理系统
将各种原煤按一定比例配合后干燥，使水分≤4%，再采用破碎机将干燥后的煤样粉碎至≤3mm；将生物质切割到≤30mm后烘干，使水分降到7%以下，然后粉碎到≤3mm。
2)成型系统
制备好的原料煤、生物质及外来的固硫剂按试验预定比例混合后成型。
对于原料煤和生物质的配比，除考虑灰熔点、发热量、跌落强度、转鼓强度外，还要看其燃料比( FR= C/V)的大小。实验室中，生物质型煤的燃料比约为1.6（以稻草和无烟煤为例）。原料煤和生物质按碳含量和挥发分的加全值配比，生物质加入量约占16.5%。高压（二次）成型后转鼓强度>80%。
3.3实验室制备生物质型煤的要求
(1)生物质与煤粉的配比应考虑最终灰熔点的高低，即阻熔效果要好。一般要求生物质型煤的灰熔融性ST >1250℃。
(2)制得的型煤要有一定的机械强度，包括冷抗压机械强度（>350～500N/球）、落下强度(>75%)、转鼓强度(>70%)等。
(3)着火点要适中。煤的燃点高，多在370～420℃，生物质的燃点约为250℃，二者配比量要适中。
(4)为使S02排放浓度控制在400～600mg/m3，甚至更低，满足大量中小锅炉无烟气处理设施的要求，有必要在生物质型煤中添加固硫剂或固硫助剂，以提高低温反应活性和固硫率为基础，进而提高抗高温分解性能。
实验表明．以石灰石( CaC03)为固硫剂，在反应温度、钙硫比及原料煤的粒度等因素适宜时，固硫率可达70%以上。反应最佳温度为850～900℃；当其它条件相同时，固硫剂的固硫效率随钙硫比的增加而增加；原料煤的粒度越小，固硫剂的固硫效率越高。
(5)由于大量采用生物质，型煤的热稳定性较差，故可使用复合粘结剂，以保证其机械强度、燃烧性能、成灰物、固硫率，并且不产生二次污染。
(6)由于大量生物质具有吸水性，因此该型煤防水性较差，易受潮，可加入适量的防水剂。
4、结论
(1)生物质型煤的推广应用是型煤发展的新阶段，其燃烧工况好、效果佳，是工业用燃料型煤的新选择。
(2)燃用大量廉价的生物质可再生能源，节省了大量的煤、气、油，经济效益明显。
(3)燃用生物质型煤使烟尘更少，S02排放浓度更低，环保效果更佳。
(4)从可持续、可再生能源发展战略来看，发展生物质型煤是符合我国国情的。
总之，在我国发展的现阶段，合理、科学地开发利用生物质型煤，是缓解我国能源危机、实施可持续发展的一条有效途径，极具能源战略意义。
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