秸稈是農作物生產的副產品，主要包括稻秸、麥秸、玉米秸、油菜秸、大豆秸、棉花秸等，其產量大、分布廣。我國的秸稈資源擁有量居世界第一位，年產量約為6.5億t，并且呈增長趨勢，預計到2010年可達到7.26億t，是一項重要的生物質能資源。
生物質能是指蘊藏在生物質中的能量，是綠色植物通過光合作用將太陽能轉化為化學能貯存在生物質內部的能量，屬可再生能源。在化石能源日趨匱乏的今天，人們開始注重可再生能源的利用。生物質能在燃燒時放出C02，在生物質生長期間又吸收C02。因此，在生物質循環周期中可實現C02氣體零排放，有利于減小溫室效應。但是，盡管生物質資源量非常大，由于生物質有其產生的季節性、種類多樣性、產地分散性、質地散拋性‘糾，其體積大、能量密度小，運輸、儲存費用相對較高，這大大限制了對其有效利用。近年來由于農業增收，秸稈過剩，很多農民用燒荒的辦法把過剩的秸稈處理掉。這樣既污染環境，又有不安全因素，很多火災就是由燒荒引起。2005年10月在黑龍江省黑河市境內連續發生的5起森林大火，都是當地農民燃燒秸稈引發的。秸稈的嚴重過剩也與使用秸稈的技術和設備的嚴重滯后有關。人們已經認識到這一點，開始從秸稈造氣、秸稈氣化發電、秸稈直燃發電、秸稈成型顆粒燃燒、秸稈與煤摻混燃燒，即生物質型煤等各方面進行研究。把秸稈摻混在型煤中，可以改善原型煤的燃燒性能，也是利用現有設備使用秸稈的捷徑。
我國是世界上煤炭產量和消費量最大的國家之一，長期以來，煤炭在我國的國民經濟和社會發展中占有極其重要的地位。在未來幾十年內，我國以煤為主的能源結構將不會改變。為了節約能源和防止大氣污染，以型煤代替散煤作為工業鍋爐的燃料是最有效的措施之一。與燃用散煤相比，型煤能夠大大降低飛灰及漏煤量，減少煙塵；加入適量的添加劑，還具有一定的固硫效果，通過配煤技術，得到合適的燃料特性，改善燃燒狀況。生物質型煤就是一種新的配煤技術，由于含有高揮發分的生物質，其著火點溫度較低，燃燒過程平穩，不會造成熄火，有利于改善型煤的燃燒性能。為此，筆者以玉米秸稈、無煙煤為對象對秸稈在型煤中的優化配比及使用進行研究和實驗。
1、秸稈在型煤中的優化配比及燃燒特性
筆者采用的煤樣為七臺河無煙煤，生物質為玉米秸稈。將試樣粉碎并且研磨篩分，樣品粒度小于0.2mm。將玉米秸稈按總質量分數的10%、20%及30%分別與無煙煤混合。試樣性質分析采用SDTGA -2000自動工業分析儀和SDACM - 3000自動量熱儀。對試樣進行的熱參數分析采用美國PerkinElmer公司生產的Pyris Diamond同步熱分析儀，該分析儀包括熱分析儀、聯用計算機和聯機打印機，同時提供曲線和數據。
試1中，秸稈燃燒的TG和DTG曲線在40～120℃之間出現第一階段失重，顯然是由于水分析出引起的。第二階段失重過程在170—370C之間，是揮發分析出及燃燒過程。此時失重比較明顯，且失重率達到最大值后即開始衰減。第三階段失重過程在370—550℃之間，此階段是固定碳燃燒階段。揮發分引起固定碳燃燒后，失重較明顯，并釋放出大量的燃燒熱。此段結束后的失重率已經接近90%，550℃后是燃盡階段。
圖2中，無煙煤燃燒的TC和DTG曲線第一階段在250～370℃之間出現表觀增重，是由于微小的試樣顆粒吸附一定的氣體分子引起的。第二階段失重過程在370～480℃之間，是揮發分持續析出達到著火點燃燒過程。接下來揮發分引燃固定碳，使試樣失重率急劇上升，在大約550C左右達到最大值，然后進入燃燒后半程，失重率下降較快，大約在650C左右燃燒過程基本結束。480～650℃之間為第三階段失重過程。650℃之后是第四階段，為燃盡過程，失重變化極為緩慢，并逐漸趨于停止。
由TC和DTG曲線圖看到秸稈的最大燃燒速率出現在第二階段，無煙煤的最大燃燒速率出現在第三階段。有較高揮發分含量的秸稈的燃燒過程主要集中在前期。無煙煤由于揮發分含量低，燃燒過程以固定碳燃燒為主，因此著火點高，燃燒放熱過程主要集中在后期。由于秸稈與煤的物理結構及成份的差異，使其單獨燃燒特性顯出較大差異。
與單純試樣燃燒過程相比，從圖3中可以看到，混合物的燃燒TG曲線呈明顯的雙峰特點。即生物質的揮發分集中析出燃燒與煤中固定碳的集中燃燒均體現出來，并與混合物中生物質含量有關。由于生物質的加入，使燃燒前期第二階段的燃燒速率明顯高于純煤，混合物低溫放熱能力要高于純煤。隨著生物質加入量的不同，使煤的著火性能得到不同程度的改善，并使燃燒過程有前移的趨勢，燃燒前期放熱增強，改善了燃燒放熱的分布，著火點溫度較低，容易點火。
2、秸稈在型煤中的使用
從混合物的燃燒TC曲線圖（如圖3所示）看到玉米秸稈總質量分數10%、20%及30%的混合型煤試樣均出現失重雙峰。玉米秸稈質量比例大的燃燒效果較好，但差別不是很大。由于生物質的密度小，生物質的加入會使混料煤蓬松，壓縮比增大。玉米秸稈質量比例大的混煤成型困難，需要高壓成型機，才能將生物質和原煤的混合物壓實成型。而高壓成型機價格貴，維護費用高。我國目前的成型機壓力一般在500 kg/cm2以下，達不到生物質型煤高壓成型的要求。筆者在FB250型型煤壓力機上進行了實驗，玉米秸稈總質量分數10%的混合型煤能夠壓出型來，玉米秸稈總質量分數20%以上的混合型煤成型困難。
三門峽富通新能源生產銷售的顆粒機、秸稈顆粒機、秸稈壓塊機專業壓制生物質顆粒燃料也稱秸稈煤。
筆者將在FB250型型煤壓力機上用玉米秸稈總質量分數10%的混合煤擠壓成型的型煤在普通型煤鍋爐上進行燃燒實驗（如圖4所示），與在同一鍋爐同一狀態下燃燒普通型煤進行參數對比。與普通型煤相比，10%生物質型煤的揮發分增多，揮發分析出集中，著火溫度低，升溫速度快，10%的秸稈先行燃燒，在型煤中形成蜂窩孔，煤炭與氧化劑分子充分接觸，優化了燃燒過程，燃盡率高，效率高。煙塵顆粒少，固硫，進一步減少對空氣的污染。
3、結論
通過實驗驗證，筆者認為在煤粉中摻混10%玉米
秸稈粉料，不僅改善型煤的燃燒性能，還能夠合理的利用現有的型煤成型設備和燃燒型煤鍋爐。
