煤炭是一次能源的重要組成部分，但是煤炭的大量使用，不可避免地產生一系列環境污染問題，對于生態平衡和人類生存有著極大的危害；同時我國的農作物秸稈生物質資源是非常豐富的可再生能源之一，但大多數秸稈用作民用燃料進行直接燃燒，而熱效率只有6%～10%，部分地區還有秸稈就地焚燒現象，造成了資源的浪費和環境的污染，富通新能源生產銷售的秸稈顆粒機、秸稈壓塊機專業壓制生物質成型顆粒燃料，如下圖所示：
生物質型煤是指破碎成一定粒度和干燥到一定程度的煤與可燃生物質，按一定比例摻混，利用生物質中的木質素、纖維索、半纖維素等與煤粘結性的差異，在高壓力下壓制而成的型煤，生物質型煤技術是開發利用煤和生物質能的新途徑，它充分利用了煤和生物質的自身優勢，便于保證燃料熱值，利于克服常規型煤性能的不足，更重要的是生物質纖維的網絡連接作用可省去粘結劑的使用，也沒有后續烘干工序，因此能大大降低加工成本。河南理工大學和清華大學，在生物質型煤成型方法、燃燒特性和減少大氣污染等方面進行了研究，結果表明生物質型煤綜合性能良好，生物質型煤技術對生物質能大規模的工業化利用提供了可能的有效途徑。因此，以生物質制備型煤可提高能源利用率和減少因簡單直接燃燒帶來的環境污染問題，而且以生物質作為型煤粘結劑不僅會增加型煤的機械強度，也會明顯降低型煤的著火溫度。本文探討在制備生物質型煤過程中添加淀粉與無機固化劑，生物質型煤各種物理性質包括抗壓強度、浸水強度、復干強度、跌落強度的變化情況，并取得了較理想的結果。1、實驗部分
稱取一定量玉米秸稈于三口燒瓶、加入一定量質量濃度為1.5%的氫氧化鈉溶液，在精密增力電動攪拌機上攪拌并水浴加熱至82℃，加熱2.5 h后，將溶液轉入250 mL燒杯中；然后取一定量淀粉加入100 mL燒杯，在80℃水浴中加熱并不斷攪拌使其充分糊化，待燒杯中白色混合物變成透明膠狀，趁熱倒入上述250 ml)燒杯；最后取14 g原煤樣(40～60目1.4 g，80～120目4.2 g，120目8.4 g)、1.2 g硅酸鈉、一定質量氧化鎂和氯化鎂、0.2 g氫氧化鈣于上述250 mL燒杯混合均勻，并不斷攪拌，待混合物干燥到一定程度，用萬能材料試驗機以25 MPa壓力下成型，產品在陰涼通風處干燥。產品進行物理性能（抗壓強度、跌落強度、浸水強度、復干強度）的檢測，并對其結果進行討論分析。
抗壓強度的測定：在型煤液壓抗壓強度測定儀上進行。將型煤逐個置于規定的實驗機的施力面中心位置上。以規定的均勻位移速度單向施力。記錄型煤開裂時實驗機顯示施加的壓力。以各個型煤測定值的算術平均值作為生物質型煤的抗壓強度，單位N/個，
跌落強度的測定：依據GBlT15459規定的方法進行。從型煤試樣中各取5個樣品，先稱取樣品的質量，然后從2m高處自由落下到12mm厚的鋼板上，如此反復跌落3次，然后用25 mm的篩子進行篩分，將大于25 mm部分所占的質量百分數作為型煤的跌落強度，
浸水強度的測定：按照MT/T749-2007規定的方法進行，測定方法為：將一定數量的型煤放在室溫的水中浸泡達24 h后，取出，逐個置于規定的實驗機的施力面中心位置上，以規定的均勻位移速度單向施力，記錄型煤開裂時實驗機顯示的施加力，以各個型煤測定值的算數平均值作為浸水強度，
復干強度的測定：按照MT/T749-2007規定的方法進行，將一定數量的型煤在室溫的水中浸泡24 h后取出，在(105±5)℃溫度下干燥后冷卻到室溫，使其達到空氣干燥狀態。然后逐個置于規定的實驗機的施力面中心位置上，以規定的均勻位移速度單向施力，記錄型煤開裂時實驗機顯示施加的壓力，以各個型煤測定值的算術平均值作為生物質型煤的復干強度。
2、結果與討論
2.1生物質型煤的物理性能分析
將型煤樣品按不同測試方法進行抗壓強度、跌落強度、浸水強度、復干強度測試，測試結果如表1所示：
表1 生物質型煤物性測性數據
| 抗壓強度/（N/個） | 跌落強度/% | 浸水強度/% | 復干強度/% | |
| 測試結果 | 1157.1 | 90.6 | 35.0 | 27.7 |
| 國家標準 | 630 | 78 | 67.3 | 59.7 |
2.2淀粉用量對型煤物理性能的影響
2. 2.1淀粉用量對型煤抗壓強度和跌落強度的影響
試驗中加入淀粉時，型煤的性質發生變化，根據所得數據作圖。
加入淀粉后，型煤抗壓強度、跌落強度有大幅度提高，這是由于淀粉遇水，高溫糊化分子鏈從有序變成無序交叉纏繞形成網狀，網絡煤粒并且淀粉帶有羥基與煤粒表面發生氫鍵連接，從而使型煤抗壓強度、跌落強度迅速增強。但并不是淀粉用量越多越好，當淀粉用量超過10%時，抗壓強度、跌落強度基本不變，因為過多的淀粉減小了煤粒之間的作用力，而且可能發生氫鍵連接的煤粒有限，淀粉用量達飽和。
2.2.2淀粉用量對型煤浸水強度和復干強度的影響
試驗中加入淀粉時，型煤的浸水強度和復干強度發生變化，根據所得數據作圖，結果如圖2所示。
由圖2可知，型煤浸水強度隨淀粉用量增加先增大后減小，這是因為淀粉糊化后分子鏈從有序變成無序交叉纏繞形成網狀，增強了型煤防水性，使型煤不被水完全侵蝕，所以隨淀粉用量的增加，型煤浸水強度增強，當型煤再次通風干燥后未水解的淀粉交叉纏繞形成網狀起到膠粘作用，所以隨淀粉用量的增加，型煤復干強度增強。但過多的用量使煤粒之間的作用力減小，型煤遇水發生嚴重分散，型煤浸水強度降低。由此可知，淀粉用量并不是越多越好，其最佳量為10%。
通過淀粉用量對型煤物理性能影響的實驗，得到淀粉的最佳用量為10%.此時生物質型煤有較高的抗壓強度、跌落強度，其浸水強度、復干強度也得到很大改善。
2.2.3無機固化劑用量對型煤抗壓強度和跌落強度的影響
試驗中加入無機固化劑Mg0、MgCl2時，型煤的抗壓強度和跌落強度發生變化，根據所得數據。
由圖3、4可知，加入固化劑量越多型煤抗壓強度、跌落強度越好，這是由于無機固化劑Mg0和MgCl2加入形成5Mg(OH)2。MgCl2·8H20相為主、3Mg( OH)2。MgCl2·8H20相及Mg(OH)2共存的3種物相，其中5Mg(OH)2。Mg-CI2.8H20相是比較穩定的結晶相，是一種具有硬度和防水特征的混合物。當加入型煤成型時所需的水時，三者結合迅速形成SMg(OH)2。MgCl2。8H20相，該結晶相呈現微細針狀，且隨著硬化不斷繼續，這些微細針狀晶體相互交織成網狀連接煤粒，使型煤有較高的抗壓強度和跌落強度。但不同配比對型煤的影響情況不同，當Mg0用量一定時、型煤抗壓強度、跌落強度隨MgCl2用量的增加而增強。但考慮到無機添加劑過多會增加型煤的灰分，減小型煤的熱值，影響型煤在工業生產中的應用，所以Mg0、MgCl2用量選擇遵循少量高效的原則。從圖中可知，Mg0最合適用量為4.5%、MgCl2最合適用量為3.0%。
2.2.4無機固化劑用量對型煤浸水強度和復干強度的影響
試驗中加入無機固化劑Mg0、MgCl2時，型煤的浸水強度和復干強度也發生變化。根據所得數據作圖。
由圖5、6可知無機固化劑Mg0、MgCl：用量越多，型煤浸水強度與復干強度越好，因為5Mg(OH)2.MgCl2·8H20、3Mg(OH)2.MgCl2.8Hz0及Mg(OH)2都具有防水特征，使煤粒、生物質秸稈、淀粉在水中發生較小的變化，所以固化劑Mg0、MgCl2用量越多型煤浸水強度、復干強度越強，而且通過與國家標準對比，固化劑加入后型煤浸水強度、復干強度均超過國家標準67.3和59.7的標準，
通過無機固化劑用量對型煤物理性能影響的綜合考慮，無機固化劑最佳用量為Mg04.5%，MgCI23.0%.此時型煤有較高抗壓強度，跌落強度、浸水強度、復干強度。
3、結束語
生物質型煤抗壓強度和跌落強度較高，但浸水強度和復干強度很差，加入淀粉粘結劑與無機固化劑后型煤浸水強度、復干強度得到很大改善，抗壓強度、跌落強度更有了進一步提高，從而成功制備出有較高抗壓強度、跌落強度、浸水強度、復干強度，性能優良的生物質型煤，并由實驗可知，淀粉的最佳用量為10%，無機固化劑Mg0用量4.5%、MgCl2用量為3.0%。
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