煤泥是煤炭洗选加工的副产品，是由微细粒煤、粉化矸石和水组成的粘稠物。选煤厂煤泥由于其水分、灰分高，颗粒细、粘度大等特性，因此不易利用。并且由于缺乏煤泥的有效利用技术，很多选煤厂都将其外排，造成严重的环境污染和资源浪费。因此，如果将选煤厂煤泥制成型煤，既有利于运输，节约煤炭资源，减少或避免因煤泥的散烧、运输而造成大量粉尘及有害气体的排放，又有利于改变选煤厂的产品结构，提高选煤厂的经济效益和社会效益。 生物质资源是非常丰富的可再生能源之一，我国是一个农业大国，每年农作物秸秆年产量超过6亿t，其中一半可作为能源利用，但大多数秸秆用作民用燃料而直接燃烧，热效率只有6%～10%，部分地区还有秸秆就地焚烧现象，造成了资源的浪费和环境的污染。若将两者有机结合，以煤泥为主要原料，以经过加工处理的农作物秸杆作粘结剂，生产生物质型煤，则可以解决上述问题，还能带来很好的经济效益和巨大的环境效益，对我国经济的可持续发展起到促进作用。 2、实验室试验 2.1 实验原料 原料煤：分别采用焦作煤泥，平顶山煤泥及鹤壁煤泥为主要原料煤。型煤在成型前需要加入合适的添加剂，为了便于搅拌均匀，要求其原料煤的粒度小于3 mm。选煤厂煤泥本身的粒度小于0.5mm就能够满足型煤生产要求，但是部分煤泥在干燥过程中可能结块，其粒度将大于3 mm，这就需要进行破碎，以保证原料煤的粒度小于3 mm。 农作物秸秆：取自焦作农村，自然风干后，粉碎至3 mm以下备用。 2.2主要实验仪器及设备 本研究主要采用仪器有：BS124S型电子天平，GJ-3型密封式化验制样粉碎机；XL-2型马弗炉；DL-1型1 kW电炉；JJ-2增力电动搅拌器；型煤成型装置；WJ-10B型机械式万能试验机；金属网、跌落强度测定装置。 2.3生物质型煤的加工工艺 选煤厂煤泥经干燥后，按合适的比例加入所选取的添加剂，干燥后的煤泥和添加剂一起进入破碎机，通过破碎机的破碎进行初次混合，破碎后的混合物料再进入混捏搅拌机进行充分的混捏搅拌，使添加剂与干燥后的煤泥进一步混合均匀，同时使混合后的物料经混捏搅拌具有一定的粘结性，然后将混捏搅拌的物粒送入成型机挤压成型，即为生物质型煤。其加工工艺如图1所示。 2.4试验方案的确定 本研究主要采用正交试验法，分别以煤种（焦作煤泥、平顶山煤泥及鹤壁煤泥）、粘结剂种类（玉米秸秆粘结剂、小麦秸秆粘结剂及复合粘结剂）及成型压力(10 MPa、20 MPa、及30 MPa)为主要因素来设计三因素三水平Lg (33)的正交试验方案，具体配方表见表1，其中，复合粘结剂采用玉米秸秆粘结剂和MS-1型粘结剂联合使用。 2.5生物质型煤性能的测定方法 型煤的性能包括型煤的机械强度、灰熔融性、热稳定性、反应活性等，本次试验主要测定由煤泥作原料，用生物质作粘结剂加工的生物质型煤的抗压强度和跌落强度。由于型煤在使用前都需要经过一系列的运送过程才能入炉，特别是在运送过程中从一个设备到另一个设备型煤经受多次的跌落，而且型煤之间也会发生摩擦，所以型煤要求具有较好的抗压强度及跌落强度，同创新能源生产销售的木屑颗粒机、秸秆颗粒机专业压制生物质型煤。 2.5.1抗压强度的测定 按MT/T748-1997规定的工业型煤冷压强度的测定方法进行测定。抗压强度是指型煤被压碎裂时所能承受的最大压力。具体测定方法为：从型煤试样中各取5个样品，于样品的表面取2个大小平面相等的面，在材料试验机上对试样均匀加速加压，直至样品破碎为止。记录试件开裂时试验机显示的数值，并取所有数据的平均值作为样品的冷抗压强度。 2.5.2跌落强度的测定方法 按GB/T15459 -1995规定的工业型煤跌落强度的测定方法进行测定。型煤的跌落强度是鉴定抗冲击能力的质量指标之一。从型煤试样中各取4个样品，先称取样品的质量，然后从2m高处自由落下到12 mm厚的钢板上，如此反复跌落3次，然后用25 mm的筛子进行筛分，将大于25 mm部分所占的质量百分数作为型煤的跌落强度。 2.6试验 实验室试验的目的是找到煤泥、生物质粘结剂及成型压力等条件生产生物质型煤的最优配方。试验步骤如下。 (1)对三地煤泥进行处理，使之符合加工型煤粒度的要求。按照试验工艺流程，煤泥干燥后进行粉碎、筛分，然后再进行烘干，做为原料煤。 (2)利用秸杆等制备生物质粘结剂。先将农作物秸秆和水按1: 30的质量比混合，在95～100条件下加热3h，冷却后用纱布过滤脱水，然后将脱水后的固体产物与一定浓度的Ca (OH)z浊液混合并蒸煮，蒸煮后的混合物冷却后用纱布粗略滤去少量液体，其固体即为试验用粘结剂。常见生物质秸秆的主要成分见表2。 (3)按表1的正交试验配方表，采用图1的工艺加工生物质型煤。 (4)对生物质型煤的性能进行测定。 (5)找出用煤泥作原料，用农作物秸杆作粘结剂生产生物质型煤的最佳配方。 3、试验结果及讨论 本试验对每种生物质型煤的机械强度进行3次平行测定，结果取其平均值，试验结果见表3。 由数理统计理论知，极差R的大小反映了各因子对实验结果的影响程度。极差R越大，则该因子对实验的影响就越大；反之影响就较小。结合表4中R值，跌落强度：RA（一8.3）>Rc(=7.1)>RB(=6.8)；抗压强度：RA(=236. 9)>Rc (=199.1》RB (=124.8)，各因素对型煤跌落强度和抗压强度的影响大小是一致的。即因子A的极差大，说明对于生物质型煤机械强度的影响因素来讲，煤种(A)是主要因子，其次是成型压力(C)和粘结剂种类(B)。 综合上面的分析得出提高生物质型煤机械强度的最优配方，即以平顶山煤泥为原料，采用复合粘结剂，在成型压力为20 MPa下制备的生物质型煤具有最佳的机械强度。 4、结论 (1)采用生物质作粘结剂制得的生物质型煤具有较高的机械强度，可以很好地满足长途运输、露天存放和工业使用的要求。 (2) MS-1型粘结剂和玉米秸秆粘结剂联合制备出的复合粘结剂对提高型煤的机械强度具有良好效果。 (3)煤种是影响生物质型煤机械强度的主要因煤泥和农作物秸杆加工生物质型煤的试验研究素，其次是成型压力和粘结剂种类。依据本次试验确定出当以平顶山煤泥为原料，采用复合粘结剂，在成型压力为20 MPa下制备的生物质型煤具有最佳的机械强度。 同创新能源除了销售专业压制生物质型煤的秸秆颗粒机、木屑颗粒机等机械设备，而且还大量出售木屑颗粒机压制的杨木木屑生物质颗粒燃料。