0、前言
生物質型煤系指由生物質碎屑（如秸稈碎屑和木屑）和碎煤為基本原料經壓制而成的型煤。生物質工業型煤與普通工業型煤相比，具有更優越的燃燒特性，實現了減排C02、S02和節約煤炭資源的多重效應，具有巨大的社會效益和經濟效益。生物質型煤成型技術在加工方式上可分為冷壓成型與熱壓成型，干態成型與濕態成型，以及加粘結劑或不加粘結劑。其成型工藝主要包括烘干、粉碎、混合、成型等步驟。大致可以概括如下：首先將原煤和生物質干燥，然后將原煤破碎，生物質則加以碾碎，磨成微細粉末；再將兩者進行混合，根據原煤和生物質的特性，加入適量的固硫劑（和粘結劑）；最后將混合物一同送入成型機，在一定壓力下壓制成型�？箟簭姸仁巧镔|型煤各項機械性能指標中最直觀、最有代表性的指標。本文采用無粘結劑冷態高壓成型對生物質型煤的制備進行了初步的試驗研究，為生物質型煤工業化利用提供了有利的參考依據，富通新能源生產銷售的
秸稈顆粒機、
木屑顆粒機、秸稈壓塊機專業壓制生物質成型顆粒燃料。
1、生物質型煤的成型機理
生物質的主要成分是纖維素、半纖維和木質素，屬于高分子化合物，從有機化學結構和化學鍵合作用理論上講，這些物質同煤之間存在一定的化學鍵合作用，具有一定的粘結性。并且，較長的生物質纖維在型煤的成型過程中可以形成一個網狀骨架，在一定的粒度范圍內，隨著纖維長度的增大，生物質之間的交聯作用增大，其成型作用力提高，型煤強度增大。另外，根據煤化學理論及近代化學鍵價理論，分子作用力和氫鍵作用是煤成型的主要作用力。制備型煤時，隨著成型壓力的增大，物料顆粒間距減小，分子間作用力和氫鍵作用增強，型煤的強度也隨之提高。一般地講，型煤的強度除了與化學鍵作用力大小有關外，更重要的是取決于型煤本身能否形成一個有序的層狀排列的網狀骨架結構。當添加一定范圍百分比的生物質時，這一網狀的骨架結構隨著成型壓力的增大而更加牢固。因此，生物質型煤冷壓成型過程只要保證足夠的壓力，在不加任何粘結劑的情況下也可以壓制出高強度的型煤。
2、實驗
2.1實驗原料
試驗采用的煤樣為貴州清鎮電廠動力煤，生物質為木屑和稻殼。
2.2成型設備
成型設備采用沖壓式成型機，其設備簡圖如圖1所示。活塞沖桿在沖桿套中移動一個沖程S，沖桿套筒中的物料在活塞沖桿的作用下完成壓緊一塑性變形一保型一個成型周期后，從保型筒中推出成為高強度生物質復合型煤。
2.3成型過程
將自然干燥的煤粉碎、研磨使其粒徑小于1mm，再將木屑和稻殼破碎、研磨，使其粒徑也小于1mm.試驗前，使煤樣和生物質在電熱恒溫干燥箱內加熱到50℃下干燥，至恒重后取出放在干燥器中冷卻至室溫備用。由干生物質中含有大量纖維素、半纖維素和木質素，這些物質本身可以起到粘結劑的作用，使生物質復合型煤很容易固化成型，且具有一定的強度。按生物質的質量百分比分別為10%、15%、20%、25%、30%、40%、60%的配比與煤均勻混合后，稱取一定的質量，放入模具內，在液壓機上壓制成型，軸向壓力為40MPa.生物質型煤成型后，進一步篩選，將少量次品和夾帶的粉狀物料返回料斗重新加工成型，合格型煤作為下一步燃燒試驗的原料。
3、實驗結果與分析
3.1 生物質加入量對型煤抗壓強度的影響
成型壓力40 MPa，保型時間2min所得生物質復合型煤的抗壓強度同生物質種類和添加比例的關系如圖2所示。由實驗結果可知，生物質復合型煤的抗壓強度要遠遠大于單純型煤的抗壓強度，可見生物質能起到粘結劑的作用，提高型煤的抗壓強度。另外，不同生物質型煤的抗壓強度有顯著的差異，添加木屑的生物質型煤的抗壓強度明顯比稻殼生物質型煤的抗壓強度要高；且木屑生物質型煤的抗壓強度隨著木屑加入量的增加而增大，在木屑加入40%以前，其抗壓強增加速度較快，但40%以后，型煤抗壓強度的增加速率趨緩，當生物質的加入量達到60%以后，型煤的抗壓強度幾乎趨于恒定。而稻殼生物質復合型煤的抗壓強度在稻殼加入量為50%以前隨著稻殼的加人量的增加而增大，當稻殼的加入量超過50%以前，生物質復合型煤的抗壓強度則隨著稻殼加入量的增加而略有減小。這其中的原因可能是由于木屑和稻殼本身組成不同而引起的。生物質的主要成分是纖維素、半纖維和木質素，屬于高分子化合物，從有機化學結構和化學鍵合作用理論上講，這些物質同煤間存在一定的化學鍵合作用，具有一定的粘結性。木屑的纖維較長，在型煤的成型過程中可以形成一個網狀骨架，在一定的粒度范圍內，隨著纖維長度的增大，生物質之間的交聯作用增大，其成型率提高，型煤強度增大。與木屑相比，稻殼屬于顆粒狀生物質，稻殼之間交聯作用很小，很難形成網狀骨架，且稻殼中的礦物質含量要高于木屑，這也影響其成型性。
3.2成型壓力對型煤抗壓強度的影響
添加不同生物質的生物質型煤和不加生物質型煤的抗壓強度與成型壓力的關系如圖3所示。由實驗結果可知，生物質的添加種類不同，型煤的抗壓強度隨成型壓力變化而變化的規律不同。添加木屑的生物質復合型煤的抗壓強度隨著成型壓力的增大而增大，但在成型壓力為40MPa以前，其抗壓強度隨壓力變化較快，隨后型煤強度隨成型壓力增加而趨緩；添加稻殼的生物質復合型煤的抗壓強度隨成型壓力的變化規律與木屑生物質復合型煤大致相近，只是其抗壓強度要比木屑生物質復合型煤的強度小。由單純煤壓制而成的型煤的抗壓強度隨著成型壓力的增加而緩慢的增大，其總體的抗壓強度要比生物質復合型煤的抗壓強度小得多。根據煤化學理論及近代化學鍵價理論；分子作用力和氫鍵作用是煤成型的主要作用力。制備型煤時，隨著成型壓力的增大，物料顆粒間距減小，分子間作用力和氫鍵作用增強，型煤的強度也隨之提高。一般地講，型煤的強度除了與化學鍵作用力大小有關外，更重要的是取決于型煤本身能否形成一個有序的層狀排列的網狀骨架結構。當添加一定范圍百分比的生物質時，這一網狀的骨架結構隨著成型壓力的增大而更加牢固，而當添加的是有些成型性差的顆粒狀生物質時，當成型壓力大到一定程度時，會破壞上述的網狀骨架結構。
4、結論
在生物質型煤中，生物質起到了粘結劑的作用。一般地，生物質型煤的抗壓強度隨著成型壓力的增加而增大，但并不是越大越好，當添加一些成型性差的生物質時，壓力過大會破壞形成的網狀骨架結構，使強度變差。壓力一定時，在生物質添加量在40%以前，生物質型煤的抗壓強度隨著生物質加入量的增加而迅速增大，在生物質為50%時，其強度趨于最大；隨后生物質型煤的強度隨生物質添加量的變化不明顯。生物質型煤的強度還受生物質種類的影響。
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