【正文】 花、栗秸、雜樹、竹枝）來源廣泛。由于秸稈含硫量和灰份都比煤粉低，因此品質優(yōu)于普通煤粉。木材的炭化，因其直徑較大，一般是在碳化窯中進行；先把窯中所有木材點燃，燒旺后再封死窯門保溫（在無氧或缺氧下）。爐內木材保留表層炭化層，再一層一層向中心發(fā)展，直到全部炭化。農作物秸稈的炭化采取農家做飯燒火時，將著火的小雜樹等置于密閉爐內炭化法。一般入爐后的溫度應在220~300℃，如溫度過高，就會使部分炭變成木焦油而降低成炭率。（2）秸稈生物煤和原理 “秸稈生物煤炭”是以玉米、棉花、大豆、小麥、水稻等各種農作物秸稈及花生殼、鋸末、枯枝、雜草等為原料，采用煤炭在地下形成的原理，原材料無需粉碎，干濕沒有嚴格要求，利用秸稈生物質自然進行分解，在隔絕空氣的條件下，經(jīng)過68+即可形成生物質碳。目前可以生產出蜂窩煤、煤球、炭棒和燒烤炭等五種產品。（3）秸稈生物質煤的市場前景全球性能源危機，導致液化氣、柴油燃料供應緊張，價格大幅上漲。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，煤及燃料需求量不斷增大，導致了煤及燃料市場貨物緊缺，是投資者切入市場非常難得的機遇。利用這些生物質能可以民用做飯、取暖。環(huán)保節(jié)能型社會的建設離不開這些節(jié)能技術與產品，再加上國家相關行業(yè)政策的支持與資助，這些在農村遍地都是的生物質轉眼間成了人們眼中的寶貝，財富。而“秸稈煤”則是利用現(xiàn)代生物化學技術，以模擬天然煤的形成過程，將農作物、秸稈等進行煤化反應，讓其具備天然煤一樣的品質，且燃燒時無煙無味，無論熱值還是燃燒效果均可達到普通天然煤的效果。（5）秸稈生物質煤的優(yōu)勢原料來源廣泛：農作物秸稈、樹葉、枯枝、鋸末、雜草等一切可燃的生物質，都可做它的原料，遍地都是，生生不息，永不枯竭。生產成本低廉：投資小，操作簡便，普通人員經(jīng)培訓即可上崗。投資小利潤豐厚：在煤炭價格大幅上漲的今天，投資秸稈煤技術辦廠，市場廣闊，不愁銷路，有著豐厚的利潤回報。結果發(fā)現(xiàn)木炭與煤粉的燃燒速度幾乎一樣，燃盡時間在250ms左右，而焦粉的燃燒速度較慢，木炭的燃盡性能與炭化溫度之間的關系并不明顯。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構更有利于燃燒。在恒溫1500℃的空氣中燃燒時，高炭化溫度下生產的木炭燃盡時間短，而且粒度越小，燃燒速度越快[11]。木炭燃燒對氧濃度的要求低于煤粉，有利于提高噴吹量。在風口噴吹的中試試驗中，木炭的平均燃燒率比煤粉高10%，但噴吹濃度低了22g/Nm3。通過相同的實驗方法[13]研究了了生物質炭、煤炭以及混合燃料的燃燒性，可得出單種物質燃燒時，生物質炭的燃燒性優(yōu)于煤炭，但是在煤粉中混合生物質炭時得出了不同的結果，煤粉中混合生物質炭并不能改善燃燒性，但生物質炭的加入提高了煤粉的燃燒性。焦炭的反應性是指焦炭與性。焦炭的反應性與焦炭塊度、氣孔結構、光學組織、比表面積、灰分的成分有關。木炭表面孔隙發(fā)達，其比表面積與表面結構有關，不能通過計算得到，Babich用BET[13]法測定的木質生物質炭化后所得木炭的表面積，木炭表面積為150 m2/g~350m2/g，~，煤是木炭的1/350~1/60，意味著木炭的反應性非常好。熱解溫度升高可以顯著增加揮發(fā)物質的釋放和多孔構造的發(fā)展。另外通過成像分析法在光學顯微鏡下定量分析了氣孔的數(shù)量，木炭樣品的多孔率介于1/3和1/2之間，而粉煤是無孔的，說明生物質炭具有很強的反應性。生物質能在煉鐵工藝中可起到重要的輔助作用，具體應用方式如下:（1）用于焦爐煉焦[16]。（2）用于鐵礦造塊。將生物質能用于鐵礦石燒結配料，或能代替部分焦粉，從而可降低燒結過程中SO2,NO2等污染物的排放。生物質或生物質焦可以部分或完全代替高爐噴吹用煤粉而通過高爐風口噴人，這已經(jīng)在工業(yè)生產中得到了實踐。（4）用于非高爐煉鐵。此外，生物質（焦）還可用于鐵礦的還原磁化、球團礦的焙燒及熱風爐的加熱等。、磁化鐵礦鐵礦石的磁化焙燒技術中最成熟并已工業(yè)化的是氣基或煤基還原焙燒法，其中氣基還原[19]，[20~22]系數(shù)最高時焙燒溫度均在800~1400℃℃，還原度達90%.煤直接還原鐵礦石，產品質量取決于煤的品質、焙燒溫度和時間等[21]，適宜的焙燒溫度在1250~1275℃之間，時間為15 [22]和灰分含量對礦石還原度影響頗大，煤基還原對煤的要求很高，且時間長、能耗大、煤的灰分主要是A12O3和SiO2等，溫度過高，極易使FeO與A12O3, SiO2反應生成新的低熔點復雜化合物，%3%[23]，對產品質量產生不良影響.生物質不僅是可再生綠色能源，且分布廣泛、廉價易得、資源豐富，生物質廢棄物的總量相當于我國煤炭年開采量的50%，[24].生物質焙燒不僅透氣性好、還原均勻，還可以防止還原過程中的粘結，其灰分低，也有利于磁選回收鐵，最重要的是生物質在低溫（600℃左右）就可使礦物快速還原，探討生物質還原磁化鐵礦石對節(jié)能減排、清潔生產及改善生態(tài)環(huán)境都具有非常重大的意義.煉鐵工業(yè)中關于生物質的研究大多集中在生物質作為高爐添加劑在爐內與焦炭共同燃燒，或者通過生物質熱解獲得液體、氣體燃料。加拿大礦產和能源技術中心曾研究過煉焦配煤時加入木炭。當配煤中添加木炭比例小于2%，并適量增大木炭粒徑（~）可保持焦炭的CSR和CRI。除收縮度外，加入木炭還會降低配煤時其他流變學性質如流動性、膨脹度等。焦爐試驗也證實了當生物質添加量在2%~4%[29]時會降低配煤中硫分、灰分，但不影響焦炭的機械強度。巴西國家黑色冶金公司的其他焦爐試驗顯示，配煤加入炭化水稻殼和木炭可降低煉焦壓力。另外在非煉焦煤中配入35%~40%的蜜糖，可生產出機械強度適宜的鑄造焦。除了降低碳排放，還可顯著降低煉焦壓力，對焦爐生產非常有利。高爐煉鐵需要消耗大量化石燃料，同時排放大量CO2等溫室氣體，減輕環(huán)境負荷是我國高爐在21世紀可持續(xù)發(fā)展面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。與高爐噴吹用煤粉相比，秸稈揮發(fā)分含量高，氧含量高，SO2和NOx排放量低，其熱值約為無煙煤的2/3。在無煙煤粉中加入秸稈粉體能改善無煙煤的燃燒性能，有利于煤的完全燃燒，提高煤的燃燒率。生物質炭與煤粉具有相似的熱性能，直接在傳統(tǒng)的噴煤設備上應用是可行的，完全替代噴吹后CO2的減排量約為40% .通過物料平衡和熱平衡來評估高爐噴吹生物質炭的冶煉效果，在噴吹率為140kg/t時，低灰分的生物質炭具有很高的替代率，與噴吹高揮發(fā)份煤粉相比，可以減少焦炭和燃料的量為20kg/t. 生物質炭的孔隙度，粒度分布和表面結構對噴吹率影響很小，即使是大顆粒的尺寸為162μm，對生物質炭的噴吹無任何不利影響，高爐對噴吹生物質炭的要求低，大規(guī)模工業(yè)化使用存在可行性。其中，生物質經(jīng)熱解處理所得固體產物—生物質焦在煉鐵工藝中應用前景較大。研究人員對各種生物質焦的制備及其特性進行了比較廣泛的研究，認為生物質焦是一種高碳、高熱值、低污染的優(yōu)質固體燃料，可代替部分化石燃料，這為生物質焦在煉鐵過程中的應用奠定了理論基礎。生物質焦的可再生、碳中性、低硫、低氮的特點，有助于緩解化石能源消耗危機，減少COSO2和NOx的排放。生物質焦一般碳含量較高，灰分含量很低，氮、硫、鉀、鈉等雜質元素含量很少，即成分純凈度較高。生物質焦一般是多孔結構，其孔隙率、孔容積和比表面積都較高；生物質焦的燃燒性、反應性等特性明顯好于煤炭。根據(jù)我國國情，考慮到資源條件的影響，農林廢棄物的使用對我國高爐煉鐵應更具吸引力。據(jù)統(tǒng)計2012年我國粗鋼年產量為717百萬噸，種植產量為30噸/公頃/年時，717百萬噸/年的鋼材所需的種植面積為約33百萬公頃，當種植產量10噸/公頃/年時，增到了約110百萬公頃，而在進行良好管理種植林平均產量也僅為15噸/公頃/年，需要約90百萬公頃種植面積。但是我國是一個農業(yè)大國，另外農林廢棄物生命周期短，成長快速，足以持續(xù)供應高爐煉鐵的需求量。我國農林廢棄物利用技術裝備的產業(yè)化水平低，生物質燃料供應市場化尚未形成，政府的主導作用對高爐噴吹農林廢棄物技術的發(fā)展至關重要，歐洲生物質能利用經(jīng)驗值得借鑒，歐洲國家制定了許多促進生物質能開發(fā)和利用的政策法規(guī)，減少或者減免開發(fā)利用生物質能的生產企業(yè)稅收或者增加補助。目前，中國政府正在研究制定環(huán)境稅的政策法規(guī)，農林剩余物是碳中性物質，應用于高爐噴吹將大量減CO2的排放，可以少繳納碳排放稅，參照歐洲目前的征稅標準20歐元//t CO2，折合為160元人民幣//t CO2，這是推廣高爐噴吹農林廢棄物技術的有利因素。未來生物質能的利用空間巨大。全球生物質能源消費量呈逐年增長趨勢，近年已從20世紀70年代中期的每年25EJ增長至每年55EJ，約占世界一次能源消費量的10%左右。目前全世界約有27億人口（非洲、東南亞等發(fā)展中國家的農村）仍然在使用傳統(tǒng)生物質廢棄物（木材、薪炭、農業(yè)秸稈和牲畜糞便等）作為炊事和取暖用燃料，生物質資源的傳統(tǒng)利用方式不僅熱效率低（僅約10%）、浪費能源，還會造成空氣污染、危害人民健康。主要原料為甘蔗、玉米，少量為油菜籽、葵花籽和其他農業(yè)產品。迄今為比，在發(fā)展中國家中只有中國、巴西和印度等國開展了第二代生物燃料技術的研究，并準備建設工業(yè)裝置。降低運輸部門溫室氣體排放量的可行方案包括使用生物燃料、提高汽車發(fā)動機效率、推廣使用混合動力汽車和電動汽車等，但重型卡車、海運貨輪及航空運輸不宜電氣化和使用燃料電池技術，這部分溫室氣體減排就只能依靠研發(fā)新型生物燃料（生物柴油、生物航空煤油等）來解決。②什么是發(fā)展中國家發(fā)展生物質能源產業(yè)的最佳技術路線（生物質用作生物燃料原料或發(fā)電燃料）?對于大多數(shù)發(fā)展中國家來說，目前急需解決的問題是實現(xiàn)電氣化和改用清潔的炊事用燃料（尤其是在農村），發(fā)展第二代生物燃料技術不應作為優(yōu)先選項。④研發(fā)專用能源作物種植技術、建成完整的生物質供應鏈系統(tǒng)，是否有助于創(chuàng)造就業(yè)機會，促進農業(yè)發(fā)展。20世紀后期，全世界每年廢棄生物質的可利用潛在總能量為42EJ，其中農業(yè)15EJ、林業(yè)22EJ,。潛在總能量可以通過不同制約條件進行估算，大致分為理論潛量、地理潛量、技術潛量、經(jīng)濟潛量和生態(tài)潛量5類，數(shù)值互不相同。從本世紀初研究者們對2050年的估計來看，除個別悲觀者以外，生物質資源量的最低值基本在200~400EJ/a之間，最高值在400~1500EJ/a之間。未來的土地利用量