1、生物質(zhì)型煤發(fā)展概況
    日木在面臨石油危機(jī)的境況下開(kāi)發(fā)了生物質(zhì)型煤，其是由粉碎后的農(nóng)作物秸稈、原煤與固硫劑混合后經(jīng)木屑顆粒機(jī)或者秸稈壓塊機(jī)高壓成型機(jī)壓制而成，其中生物質(zhì)占15%～30%，固硫率可達(dá)80%，燃燒效率高達(dá)99%。日本于1985年即在北海道建成了一座年產(chǎn)6000t生物質(zhì)型煤的工廠，并試驗(yàn)生產(chǎn)了生物質(zhì)型煤的小型燃燒裝置和專用燃燒設(shè)備。
    山東臨沂生物質(zhì)型煤示范廠1995年建成，是目前國(guó)內(nèi)唯一一家具備工業(yè)規(guī)模的生物質(zhì)型煤生產(chǎn)廠，年產(chǎn)量1萬(wàn)t，生產(chǎn)的型煤呈枕頭形(40mmx40mmx25mm)，含生物質(zhì)10%～30%。
    中日合作在成都市進(jìn)行了生物質(zhì)型煤生產(chǎn)試驗(yàn)，并深入研究了生物質(zhì)型煤的生產(chǎn)工藝流程及其同硫技術(shù)，試驗(yàn)生產(chǎn)的生物質(zhì)活性型煤是在煤粉中添加有機(jī)活性物（20%—30%）和脫硫劑(Ca/S=1—2)等，將其混合后經(jīng)由日本慶應(yīng)大學(xué)提供的K-123A軸壓縮式成型機(jī)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(diǎn)的型煤。生物質(zhì)型煤在成型之前一定要控制煤粉、有機(jī)物質(zhì)和生石灰的水分（小于5%），以便通過(guò)成型機(jī)成型固化。
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的張明旭等人在實(shí)驗(yàn)室中以熱重(TG)、差熱(DTA)和傅立葉變換紅外光譜(FTIR)聯(lián)合技術(shù)對(duì)型煤進(jìn)行了定性及定量研究。研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)合理配比，利用高硫煤的熱值、石灰（石）的固硫特性、生物質(zhì)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(huán)保上都是流化床的適宜燃料。哈爾濱理工大學(xué)的劉偉軍等人對(duì)生物質(zhì)型煤點(diǎn)火性能、燃燒機(jī)理、燃燒速度、燃燒污染特性和固硫規(guī)律等進(jìn)行了理論分析和試驗(yàn)研究，這是國(guó)內(nèi)有關(guān)生物質(zhì)型煤方面所進(jìn)行的最全面的理論分析和試驗(yàn)研究。浙江大學(xué)熱能工程研究所對(duì)生物質(zhì)成型技術(shù)和燃燒崮硫技術(shù)也開(kāi)展了相關(guān)的研究工作。
2生物質(zhì)型煤的技術(shù)特點(diǎn)
    生物質(zhì)型煤（經(jīng)過(guò)顆粒機(jī)或者秸稈壓塊機(jī)壓制生產(chǎn)而成）( 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(zhì)，按一定比例混合，加入少量固硫劑，利用生物質(zhì)中的木質(zhì)素、纖維素、半纖維素等與煤粘結(jié)性的差異經(jīng)壓制而成。生物質(zhì)型煤是型煤中的一種新產(chǎn)品，它除具有一般型煤的優(yōu)點(diǎn)外，還具有熱效率高、灰分少、固硫率高、生物質(zhì)來(lái)源廣泛、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，既能節(jié)省能源，又能明顯減少對(duì)大氣的污染，具有綜合的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境及社會(huì)效益。
2,1  生產(chǎn)工藝流程
    生物質(zhì)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(zhì)型煤主產(chǎn)工藝流程見(jiàn)下圖。其生產(chǎn)過(guò)程如下：①將原煤和準(zhǔn)備摻入的生物質(zhì)分別進(jìn)行烘干，將干燥后的煤進(jìn)行破碎，生物質(zhì)也需碾碎，磨成微細(xì)粉末；②將兩者進(jìn)行充分混合，此時(shí)可根據(jù)原煤和生物質(zhì)的特性，視情況加入某些適量粘結(jié)劑和脫硫劑；③將上述混合物一同送入成型機(jī)，在高壓下制成生物質(zhì)型煤產(chǎn)品。

2.2抗壓強(qiáng)度
  抗壓強(qiáng)度是生物質(zhì)型煤各項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo)中最直觀、最有代表性的指標(biāo)。一般而言，隨著原煤可磨性系數(shù)(HGl)的不斷增大，型煤的抗壓強(qiáng)度也逐步升高。含20qo左右生物質(zhì)的型煤和普通型煤的煤料粒徑與抗壓強(qiáng)度具有不同的關(guān)系，當(dāng)煤料粒徑大于0.3mm時(shí)，生物質(zhì)型煤的抗壓強(qiáng)度會(huì)逐漸降低，見(jiàn)圖2。所以，國(guó)內(nèi)外對(duì)煤料成型粒徑一般均要求在3mm以下。

2.3點(diǎn)火性能
    生物質(zhì)型煤一般由高揮發(fā)分的生物質(zhì)和低揮發(fā)分煤或高灰分、低發(fā)熱量的劣質(zhì)煤組成�；旌虾蟮男兔罕仍�煤可燃基揮發(fā)分有所提高，更主要的是在點(diǎn)火過(guò)程中，易燃的生物質(zhì)率先點(diǎn)火放熱，使型煤在短時(shí)間內(nèi)升溫迅速達(dá)到著火點(diǎn)，使不易點(diǎn)火的原煤也隨之很快著火，而且隨著生物質(zhì)的迅速燃燒，在型煤中生物質(zhì)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(kuò)散創(chuàng)造了條件，所以點(diǎn)火能深入球畫(huà)表層下一定深度，形成穩(wěn)定的點(diǎn)火燃燒。在高壓成型的生物質(zhì)型煤中，其組織結(jié)構(gòu)決定了揮發(fā)分的析出及向型煤內(nèi)部傳遞熱量比較緩慢，所以形成揮發(fā)分點(diǎn)火逐步進(jìn)行，且點(diǎn)火所需的氧氣比原煤層狀燃燒點(diǎn)火時(shí)要少。從總體趨勢(shì)分析，生物質(zhì)型煤的點(diǎn)火溫度更趨向于生物質(zhì)點(diǎn)火特性。
2.4燃燒特性
  生物質(zhì)型煤是由煤與生物質(zhì)燃料機(jī)械混合后在高壓下壓制成型，其仍具有這兩種原來(lái)燃料的特性。生物質(zhì)燃料的著火點(diǎn)僅為200~30WC，比煤的著火點(diǎn)(600~700℃)低得多，所以生物質(zhì)型煤中的生物質(zhì)燃料在200—300℃的溫度下即著火燃燒，它的燃燒又迅速將煤點(diǎn)燃，這樣可以大量節(jié)省工業(yè)鍋爐點(diǎn)火時(shí)使用的價(jià)格較高的劈柴及油等引燃材料。生物質(zhì)型煤在燃燒的過(guò)程中呈多孔球燃燒，供氧充分，不會(huì)產(chǎn)生煤熱解過(guò)程中因?yàn)榫植抗┭醪怀浞职l(fā)生熱解析碳冒煙現(xiàn)象。實(shí)踐證明，用煙煤壓制的生物質(zhì)型煤在其燃燒時(shí)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(fā)生煤熱解析碳，生成的煙粒很難再燃掉，導(dǎo)致煙囪冒黑煙，污染環(huán)境。生物質(zhì)型煤在燃燒過(guò)程中形成多孔形煤球，此時(shí)供氧充分，傳熱傳質(zhì)強(qiáng)烈，燃燒充分，灰渣中殘?zhí)己�量低，且多孔形的燃燒球體使殘余灰渣難于粘結(jié)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(zhì)型煤的固硫率可以達(dá)到70%左右。生物質(zhì)型煤在成型過(guò)程中，不僅加脫硫劑氧化鈣，而且加有機(jī)活性物質(zhì)（如秸稈，鋸木屑等），生物質(zhì)型煤在燃燒過(guò)程中，隨著溫度的升高，由于這些有機(jī)生物質(zhì)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(nèi)部不易發(fā)生燒結(jié)，甚至使孔隙率反而增加，增大S02和Oz向Ca0顆粒內(nèi)的擴(kuò)散作用，提高了鈣的利用率，因此，生物質(zhì)型煤比一般型煤固硫率高。同時(shí)生物質(zhì)對(duì)坐物質(zhì)型煤在燃燒過(guò)程中起到的膨化疏松作用增加了生物質(zhì)型煤燃燒的空氣流通量，使得生物質(zhì)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(zhì)、脫硫劑氧化鈣制成生物質(zhì)活性型煤，其固硫率可達(dá)60%左右，另外在生物質(zhì)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(dá)到95%，幾乎完全把煤中的硫固定在爐渣中。
3、成型機(jī)
    目前由國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)可知，高壓成型機(jī)是壓制生物質(zhì)型煤的關(guān)鍵設(shè)備。
    北京市豐臺(tái)煤炭公司所屬機(jī)械廠與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)合作研制的專利產(chǎn)品GXM600-45工業(yè)型煤成型機(jī)就是這種高壓成型機(jī)中的一種。該機(jī)吸收了國(guó)外同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，采用液壓控制、強(qiáng)制給料、對(duì)輥成型、多級(jí)保護(hù)等先進(jìn)技術(shù)，縮小了整機(jī)體積，大幅度降低了成本。該機(jī)僅為國(guó)外同類產(chǎn)品價(jià)格的10010，性價(jià)比優(yōu)，利于推廣應(yīng)用。CXM600-45工業(yè)型煤高壓成型機(jī)按其工作原理大致分為傳動(dòng)、液壓、給料、成型、框架等五個(gè)部分。它的主要性能參數(shù)為：主機(jī)驅(qū)動(dòng)功率45kW;型輪尺寸q-600mmx450mm；型輪轉(zhuǎn)速16r/min；成型線壓力2.85—3.17t/cm2;正常工作最大總壓力140t;產(chǎn)量15t/h；整機(jī)質(zhì)量12t。
    鄭剛中州型煤機(jī)械廠研制的ZZXM-30型煤成型機(jī)采用四輥二次加壓、液壓和恒壓兩用等先進(jìn)技術(shù)，提高了型煤成型效率，降低了成本，價(jià)格在30萬(wàn)元左右。其主要性能參數(shù)為：主機(jī)功率55~90kW(根據(jù)物料定1；軋輥尺寸q,800mmx500mm；電機(jī)Y280M-6極；速比48.57；額定壓力16MPa；最大總壓力150t；產(chǎn)量28—30t/h;外形尺寸2180mmx1902mmx2750mm；整機(jī)質(zhì)量8.9t。
4、結(jié)束語(yǔ)
    我國(guó)生物質(zhì)燃料資源豐富，倡導(dǎo)和開(kāi)發(fā)生物質(zhì)型煤對(duì)我國(guó)型煤的發(fā)展將起到積極的推動(dòng)作用。目前國(guó)內(nèi)眾多高等院校、科研院所的深入研究，試驗(yàn)和生產(chǎn)廠家的運(yùn)行實(shí)踐均為生物質(zhì)型煤規(guī)模產(chǎn)業(yè)的形成奠定了基礎(chǔ)，高壓型煤成型機(jī)及相關(guān)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，企業(yè)和公眾環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)與提高必將有利地促進(jìn)生物質(zhì)型煤的推廣應(yīng)用。生物質(zhì)工業(yè)型煤具有優(yōu)異的燃燒性能，成型時(shí)可少用或不用粘結(jié)劑，可充分利用低熱值煤作原料，型煤強(qiáng)度高，便于運(yùn)輸；生物質(zhì)燃料來(lái)源廣泛，生物質(zhì)型煤成本低，適宜在我國(guó)普遍推廣。鑒于國(guó)內(nèi)型煤技術(shù)研究的現(xiàn)有基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)生物質(zhì)型煤技術(shù)，意義重大，切實(shí)可行。