【正文】 通過(guò)相同的實(shí)驗(yàn)方法[13]研究了了生物質(zhì)炭、煤炭以及混合燃料的燃燒性，可得出單種物質(zhì)燃燒時(shí)，生物質(zhì)炭的燃燒性優(yōu)于煤炭，但是在煤粉中混合生物質(zhì)炭時(shí)得出了不同的結(jié)果，煤粉中混合生物質(zhì)炭并不能改善燃燒性，但生物質(zhì)炭的加入提高了煤粉的燃燒性。揮發(fā)份含量并不是決定燃燒性能的決定因素，木炭疏松多孔的表面結(jié)構(gòu)更有利于燃燒。（5）秸稈生物質(zhì)煤的優(yōu)勢(shì)原料來(lái)源廣泛：農(nóng)作物秸稈、樹葉、枯枝、鋸末、雜草等一切可燃的生物質(zhì)，都可做它的原料，遍地都是，生生不息，永不枯竭。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，煤及燃料需求量不斷增大，導(dǎo)致了煤及燃料市場(chǎng)貨物緊缺，是投資者切入市場(chǎng)非常難得的機(jī)遇。一般入爐后的溫度應(yīng)在220~300℃，如溫度過(guò)高，就會(huì)使部分炭變成木焦油而降低成炭率。由于秸稈含硫量和灰份都比煤粉低，因此品質(zhì)優(yōu)于普通煤粉。國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者采用熱重分析儀和不同類型反應(yīng)器對(duì)生物質(zhì)和煤混合物共熱解進(jìn)行了研究，對(duì)是否存在相互作用關(guān)系及其機(jī)理的認(rèn)識(shí)不盡相同[8~10]，比如用森林殘余物和波蘭共熱解時(shí)發(fā)現(xiàn)，森林殘留物產(chǎn)生的半焦量占70%、煤半焦為30%，煤半焦的產(chǎn)生量相當(dāng)于煤?jiǎn)为?dú)熱解半焦量的三倍。直燃供熱技術(shù)，環(huán)境污染嚴(yán)重，容易產(chǎn)生浮塵，造成嚴(yán)重的霧霾天氣。目前常用的處理方法有物理粉碎、氨化處理和青貯利用等，消耗量占總秸稈量的27%左右。近年來(lái)將大量剩余的秸稈破碎，實(shí)施秸稈機(jī)械化還田，稻草秸稈消費(fèi)為總量15%左右。所以提高生物質(zhì)直接燃燒的溫度是生物質(zhì)能源利用的重大科學(xué)問(wèn)題。這類技術(shù)雖然發(fā)展前景良好，但是所涉及的中間環(huán)節(jié)比較復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中需要較大的投資，且所得最終產(chǎn)品率不高，因此目前工業(yè)化較困難.（4）固化將生物質(zhì)粉碎至一定的粒度，不添加粘接劑，在高壓條件下，擠壓成一定形狀。此外，由于氣化氣中主要成分是COOCO、H2和CH4及其他烷烴，因而必須配套專用灶具進(jìn)行燃用，這勢(shì)必影響集中供氣的發(fā)展。生物質(zhì)能作為一種新能源也存在一些缺點(diǎn)，如生物質(zhì)的水分含量大，影響著火和燃燒的穩(wěn)定性。第二，可以很大程度上節(jié)約煤炭資源。盡管現(xiàn)代煉鋼也會(huì)采用一定量的廢鋼和直接還原鐵作為原料，但是高爐煉鐵依然是煉鋼所用的生鐵的最主要來(lái)源。而采用生物質(zhì)燃料所排放的CO2最少生物質(zhì)能是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量，特別適合氣化和燃燒等形式的熱化學(xué)利用。生物質(zhì)通過(guò)光合作用通過(guò)吸收CO2等物質(zhì)，以化學(xué)能的形式固定在植物內(nèi)的能量稱之為生物質(zhì)能。所用氣化劑不同，得到的氣體燃料種類也不同，如空氣煤氣、木煤氣、混合煤氣以及蒸汽—氧氣煤氣等。這類技術(shù)是生物質(zhì)能的研究熱點(diǎn)，但目前存在著液體產(chǎn)物的產(chǎn)出率很低的問(wèn)題，加之成本較高使該技術(shù)在推廣上難以進(jìn)行.（3）熱解生物質(zhì)在隔絕或少量供給氧氣的條件下，加熱分解的過(guò)程通常稱為熱解，這種熱解過(guò)程所得產(chǎn)品主要有氣體、液體、固體三類產(chǎn)品。其三，能量得到率較低。我國(guó)的秸稈利用的途徑大致分為四種[4~6]。用于制造紙張、建筑材料、纖維板、手工仿品材料、保溫材料、秸稈培養(yǎng)基質(zhì)化利用等，總消耗量占秸稈總量的3%左右。秸稈作為農(nóng)村的生活燃料，占有比例大，但是其能量密度低，僅為13~15mg/kg，造成能量的浪費(fèi)。；；；；；生物質(zhì)炭化是在無(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行不完全熱解生成炭的過(guò)程，炭化過(guò)程受溫度的影響最為明顯，[7]，隨著炭化溫度的升高，氧含量降低，碳含量增加，熱值升高，但木炭產(chǎn)率降低。而生物炭較容易破碎，通過(guò)300℃和400℃炭化木材的可磨性實(shí)驗(yàn)，%， mm達(dá)到了80%以上，能滿足高爐噴吹對(duì)粒度的要求。而秸稈直徑較小，容易燒盡成灰，不能采取如上操作。是替代傳統(tǒng)原煤的鎢金產(chǎn)品；前景十分光明、國(guó)家又非常重視的一種新型清潔環(huán)保能源。（4）秸稈生物質(zhì)煤與天然原煤的區(qū)別天然煤是農(nóng)作物、秸稈、樹枝、雜草等生物質(zhì)堆積層埋在地下后，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)期的地質(zhì)作用和一系列的物理化學(xué)反應(yīng)而形成的。使用高速CCD攝像機(jī)觀察粒度范圍為125~149μm的雪松木炭顆粒（炭化溫度分別為300℃, 400℃, 500℃,焦粉和煤粉在激光快速加熱條件下的燃燒過(guò)程，如下圖所示，通過(guò)燃燒火焰面積計(jì)算燃燒反應(yīng)速率。隨著OTC比的增加，木炭的燃燒率增加，但增加的幅度小于煤粉。通過(guò)熱解制備的生物質(zhì)炭是一種半焦，成分接近焦炭，因此可以通過(guò)焦炭的反應(yīng)性判斷方式來(lái)評(píng)定生物質(zhì)炭的反應(yīng)性[14]。生物質(zhì)或生物質(zhì)焦能夠代替煉焦配煤中的部分煤炭，將生物質(zhì)或生物質(zhì)焦按一定比例與煉焦煤混合后生產(chǎn)高爐焦炭，可以降低焦?fàn)t煉焦過(guò)程的污染。生物質(zhì)或生物質(zhì)焦或可代替煤基直接還原工藝和煤基熔融還原工藝中的煤粉，起到發(fā)熱劑和還原劑的作用，從而可較清潔地生產(chǎn)高質(zhì)量直接還原鐵（DRI）和鐵水。延展性試驗(yàn)[27]顯示，~，當(dāng)粒徑。生物質(zhì)這種可再生能源可以代替一部分生物燃料用在煉焦生產(chǎn)中。由于生物質(zhì)炭的強(qiáng)度小，替代焦炭利用效率低，替代煤粉噴吹對(duì)生物質(zhì)炭的強(qiáng)度沒(méi)有要求，可以帶來(lái)更大的利用效益。二是成分組成優(yōu)勢(shì)。我國(guó)森林覆蓋率不過(guò)只有17%，不到世界1/4，而且森林質(zhì)量不高，主要分布在東北和西南地區(qū)，大部分是慢速成長(zhǎng)林，為此木質(zhì)生物質(zhì)制炭冶煉不符合我國(guó)國(guó)情，難以在我國(guó)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。我國(guó)鋼鐵行業(yè)要時(shí)刻關(guān)注世界鋼鐵業(yè)關(guān)于生物質(zhì)能利用與研發(fā)進(jìn)展，同時(shí)加強(qiáng)以企業(yè)為龍頭的“產(chǎn)學(xué)研”科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐。預(yù)計(jì)第二代生物燃料技術(shù)可于2020年前后在一些國(guó)家實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn).全球運(yùn)輸燃料消費(fèi)量大約占到石油消費(fèi)總量的50%左右，產(chǎn)生的二氧化碳排放量約相當(dāng)于全球與能源相關(guān)的溫室氣體排放量的25%。出于不確定因素太多，世界生物質(zhì)資源量的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)極其困難。農(nóng)林業(yè)廢棄物的收獲量需要考慮保護(hù)生物多樣性、維持健康的生態(tài)系統(tǒng)、防比土壤退化等要求，這將使收獲量減少，例如提高秸稈還田數(shù)量可以提升土壤肥力、防比土壤退化。研究指出，生物質(zhì)煉鐵減少CO2排放的關(guān)鍵是必須保證煉鐵生物碳來(lái)源于可再生資源，以實(shí)現(xiàn)CO2排放與生物生長(zhǎng)過(guò)程中吸收的平衡，使溫室氣體（GHG）排放成為所謂的中性。然而，燃燒可再生資源生物質(zhì)釋放的CO2可被生長(zhǎng)中的再生資源吸收，達(dá)到吸收與排放平衡。第一，可用生物碳部分代替混合煤用于煉焦；第二，生物碳可作為輔助燃料直接噴進(jìn)高爐爐缸。如果煉鐵需要的原生生物質(zhì)即木炭必須從市場(chǎng)上購(gòu)買，煉鐵廠商將很難控制原生生物質(zhì)的長(zhǎng)期、充足而穩(wěn)定地供應(yīng)，使生物質(zhì)煉鐵成為不可能實(shí)現(xiàn)的夢(mèng)想。用生物碳代替化石碳煉鐵是降低煉鐵工藝GHG排放的有效方法之一。高爐使用生物碳煉鐵的優(yōu)勢(shì)是提供給鐵礦石還原和熔化的生物碳不但對(duì)生產(chǎn)工藝無(wú)負(fù)面影響，排放的CO2不增加大氣中的溫室氣體濃度，還可在保證高爐高生產(chǎn)率的前提下，大幅度降低CO2排放和節(jié)約不可再生的化石能源。我國(guó)也將發(fā)展生物質(zhì)能列入國(guó)家“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃，以綠色能源生產(chǎn)綠色產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)我國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，從單純利用生物質(zhì)能發(fā)電到生物質(zhì)多能源、多產(chǎn)品產(chǎn)出的“多聯(lián)產(chǎn)”方向發(fā)展。 x l08 km2， x l08 km2 ,油料作物為1397 x 104 km2。根據(jù)采樣調(diào)查數(shù)據(jù)，木材加工的廢料收率約相當(dāng)于原木采伐量的35%左右，木材加工廢料的30%用于生產(chǎn)纖維板和造紙?jiān)?，少部分用作燃料。例如，?nèi)蒙古、寧夏、甘肅和新疆等省區(qū)的荒漠總面積約為157 x 104km2，其中沙漠化土地約為32. 3 x 104km2 ,可耕地和后備可耕地分別有1230 x 104 km2和1600 x104 km2，大部分地區(qū)口照豐富、晝夜溫差大，頗適合于種植能源作物。我國(guó)生物燃料產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，以燃料乙醇為標(biāo)志的生物燃料調(diào)和組分從糧食原料轉(zhuǎn)變?yōu)榉羌Z原料，生物柴油在海南省的應(yīng)用和自主開發(fā)的生物噴氣燃料首次試吃成功標(biāo)志著良好的開端。用預(yù)先稱量過(guò)的陶瓷坩堝稱取粒度小于200目的干燥樣品1177。實(shí)驗(yàn)中主要使用的儀器包括SX410型箱式電阻爐和分析天平。然而，揮發(fā)份的含量則出現(xiàn)相反的規(guī)律。而且生物質(zhì)經(jīng)過(guò)研磨之后，生物質(zhì)燃料可以實(shí)現(xiàn)流態(tài)化，使生物質(zhì)燃料可以像煤粉一樣傳送，因此生物質(zhì)完全可以用在煉鐵上。而最重要的是通過(guò)TG曲線得到樣品的反應(yīng)初始溫度。在580℃左右，碳化秸稈反應(yīng)結(jié)束，在580℃之前生物質(zhì)反應(yīng)完全終止，質(zhì)量不再變化。在500℃左右碳化秸稈與赤鐵礦基本反應(yīng)完畢，500℃以后曲線略微下滑但并不明顯。在600℃左右陽(yáng)泉煤與赤鐵礦基本反應(yīng)完畢，600℃以后曲線略微下滑但并不明顯。因此煤中不同的官能團(tuán)對(duì)煤的燃燒特性影響非常明顯。而從赤鐵礦的紅外光譜曲線可以看出在500cm1左右的吸收峰最為突出說(shuō)明其中SH官能團(tuán)數(shù)量較多，且在3100~3400cm1位置具有連續(xù)吸收峰使其曲線成M型。在一定條件下，還可以利用紅外光譜對(duì)煤中的官能團(tuán)進(jìn)行定量分析。木炭與赤鐵礦在三種碳氧比在7000C左右木炭反應(yīng)結(jié)束，質(zhì)量不再發(fā)生變化。本研究的試驗(yàn)原料主要由鐵礦石和還原劑組成。熱重分析法是運(yùn)用化學(xué)動(dòng)力學(xué)的知識(shí)對(duì)固體物質(zhì)的燃燒中質(zhì)量與溫度的關(guān)系進(jìn)行解析，對(duì)固體物質(zhì)的燃燒性能進(jìn)行分析。4不同燃料的微觀形貌分析掃描電鏡廣泛用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、金屬材料、高分子材料、化工原料、地質(zhì)礦物等。關(guān)上爐門，在815℃的溫度下灼燒2h。將電阻爐加熱至920℃左右，打開爐門并將放有陶瓷坩堝的架子送入爐內(nèi)并關(guān)上爐門，秒表計(jì)時(shí)準(zhǔn)確加熱到7min。各方學(xué)者對(duì)此問(wèn)題的看法也不盡相同，如石元春院士認(rèn)為我國(guó)可用的非糧原料具有替代3 x 108t石油的潛力。不過(guò)，這些灌木多數(shù)生長(zhǎng)在森林之間，自然條件惡劣，缺乏適用的采伐機(jī)具，故采集較為困難， 108左右。中國(guó)發(fā)展專用能源作物的原則[33]是:不影響糧食生產(chǎn)、不與糧食爭(zhēng)地、不破壞環(huán)境。不同研究文獻(xiàn)提供的農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)量數(shù)據(jù)也不盡相同，大致范圍在5x108~15x108。我國(guó)鋼鐵行業(yè)要時(shí)刻關(guān)注世界鋼鐵業(yè)關(guān)于生物質(zhì)能利用與研發(fā)進(jìn)展，同時(shí)加強(qiáng)以企業(yè)為龍頭的“產(chǎn)學(xué)研”科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐。德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)在實(shí)驗(yàn)室和高爐上首次進(jìn)行了噴吹木炭和木炭與粉礦混合物的研究?？梢钥隙ǎ?jīng)長(zhǎng)期努力，一種全新的、完全使用生物質(zhì)煉鐵工藝一定能開發(fā)成功，使GHG排放從傳統(tǒng)高爐的1552kg/。因?yàn)檫€受制于林業(yè)生產(chǎn)的行業(yè)狀況，超出了鋼鐵行業(yè)的職權(quán)范圍。在此成果的基礎(chǔ)上可以肯定，一種完全使用生物質(zhì)煉鐵的新穎工藝一定能夠開發(fā)成功，減少CO2排放的愿望一