废弃生物质制备水煤浆及其成浆特性的研究进展

王金乾，刘建忠，李得第，王双妮

废弃生物质制备水煤浆及其成浆特性的研究进展

王金乾，刘建忠，李得第，王双妮

（浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，浙江杭州 310027）

将污泥、秸秆、藻类等废弃生物质用于制备水煤浆，实现废弃物的减量化、无害化、资源化，是废弃物处置的发展方向之一。生物质种类繁多、结构复杂，开展生物质与煤共成浆特性的研究意义重大。本文总结了用于制备生物质水煤浆的废弃物种类、制备水煤浆前生物质的改性技术、研究生物质水煤浆特性所采用的测试技术以及生物质对水煤浆成浆性能的影响。污泥等生物质高含水率、孔隙发达、成分复杂的特点导致其不易于成浆，但生物质水煤浆的假塑性、触变性和稳定性比普通水煤浆好。最后提出了对生物质水煤浆成浆特性重点研究方向的思考：加强生物质改性预处理的研究；深化生物质与煤共成浆微观机理的研究；研究开发适用于生物质水煤浆的添加剂。

污泥；生物质；水煤浆；制备；成浆性；废物处理

我国贫油、富煤、少气的资源特点决定了我国的能源消费在较长时间内仍将以煤为主。因此，发展煤清洁高效利用技术，对于减少大气污染、实现经济的可持续发展具有重大意义。

水煤浆技术是20世纪70年代发展起来的一种石油替代技术，是洁净煤技术的重要组成部分。水煤浆燃料由60%～70%的煤粉、30%～40%的水和不到1%的添加剂混合而成。制备水煤浆时，既要尽可能提高浆体的浓度，又要保证黏度较低以便于其制备、管道输送和雾化[1]。通常用水煤浆的流变性和稳定性来表征水煤浆制浆的难易程度，也即是水煤浆的成浆性。

近年来，随着经济的快速发展和城市规模的不断扩大，产生了大量的固体废弃物，如污泥、蓝藻、粪便等。这些废弃物往往成分复杂，处理困难，如若处置不当，可能对环境造成二次污染，甚至威胁人类健康。固体废弃物资源化、无害化、减量化处理已成为社会和经济发展中迫切需要解决的环境问题。将这些废弃物与煤混合，制成生物质水煤浆燃烧或气化，既可以充分利用废弃物中所含的热值，又能降低废弃物的处置成本，实现了废弃物的资源化综合利用。

由于目前系统性地介绍生物质水煤浆成浆特性的综述较少，故而本文在回顾污泥等废弃物制备生物质水煤浆研究现状的基础上，总结归纳了生物质的改性预处理技术、浆体特性分析技术以及典型的生物质水煤浆成浆特性。

1 生物质水煤浆的制备

1.1 污泥水煤浆制备

污泥是指污水经沉降处理得到的固态凝聚体。它成分复杂，含有大量的挥发性固体、碳水化合物、脂肪、蛋白质及灰分，还可能含有有毒、有害、难降解的有机物、重金属、病原菌及寄生虫（卵） 等[2]。预计到2020年，我国污泥产量将达到（5000～6000）万吨[3]。而据统计[4]，我国污泥处置方法中，卫生填埋的占60%～70%，露天堆放及外运的占15%～20%，大量的污泥资源被浪费，污泥的资源化利用前景广阔。将湿污泥与煤粉掺混制成污泥水煤浆用于燃烧和气化，可有效降低污泥处理的投资和成本，是国家支持的污泥处理方向之一[5]。近年来，针对污泥水煤浆的制备、燃烧与气化的可行性，国内外学者们展开了广泛的研究[6-9]，为污泥水煤浆的工业化应用打下了坚实的基础。与之配套的浆体燃烧、气化也日趋完善，污泥水煤浆技术已具备较好的理论与实施基础[6]。MA等[10]将两种不同地区的污泥与煤粉混合，采用湿法工艺制备水煤浆，研究了污泥种类、掺混比例、添加剂量、研磨时间等对水煤浆性质的影响。金大钺等[11]采用干法制浆技术，利用干湿污泥制备污泥水煤浆，考察了污泥的添加量对水煤浆成浆特性的影响。

然而，由于城市污泥水分高、持水性强、流动性差[5]，若将其直接与煤掺混制浆，会显著提高水煤浆的黏度，降低成浆浓度，不利于水煤浆的制备、运输和雾化，也限制了水煤浆技术对污泥的处理量。因而，在制备水煤浆前，诸多学者采用物理或化学改性的方式对污泥进行预处理，见表1。

1.2 秸秆水煤浆制备

我国的秸秆资源十分丰富。据不完全统计，仅2015年我国的秸秆产量就达到了8.5亿吨[19]。然而农村对秸秆的处置方式（就地焚烧、直接还田、加工粗饲料等）存在秸秆利用率低、转化率低、经济效益低、环境污染严重等问题[20]。将秸秆与煤混合制备水煤浆，实现了秸秆的无害化、资源化利用，是一种可行的生物质能源化技术。

周志军等[21]将农村废弃水稻秆烘干磨成粉末后，以一定的比例与煤粉掺混制备生物质水煤浆，研究了生物质水煤浆的成浆性以及稳定性。臧卓异等[22]对麦秸秆进行低温炭化处理，分析了炭化前后麦秸秆孔隙结构、成分的差异，并比较了普通水煤浆和炭化前、后麦秸秆煤浆3种浆体的成浆特性。李响[23]采用柴油和煤焦油对秸秆进行改性，两者分别使成浆浓度提高了约1%和2%，说明煤焦油改性效果更好，制得的生物质煤浆黏度更低。

表1 污泥改性技术

1.3 水生生物水煤浆制备

近年来，随着经济的发展和城市化的推进，农业生产中大量使用化肥以及工业和生活污水的排放，导致水体富营养化严重，水生生物（如藻类、水葫芦、水花生）等泛滥成灾，严重危害水质和饮水安全。这些水生生物含水率高，数量庞大，处置起来较为困难[24]，将它们作为含碳原料，与煤掺混制备水煤浆，既可防治其污染，又能实现资源利用，具有环保和经济双重效益。

翟会会等[25]利用球磨机对水葫芦进行预处理，考察球磨时间对水葫芦煤浆成浆性和流变性的影响，并与神府煤浆作比较。彭倩[26]利用水葫芦等生物质与煤或石油焦配制成水煤浆，探讨了生物质水煤浆的成浆性能与气化特性。李伟东等[27]分别考察了碱处理、高速机械搅拌、低温碱处理这3种改性方式对含水蓝藻表观黏度的影响，并比较了蓝藻煤浆与水煤浆成浆性、稳定性的差异。

1.4 其他生物质水煤浆的制备

除了上述的3种生物质水煤浆外，也有部分学者展开了采用水煤浆技术协同处理药渣、酒糟、粪便等废弃物的研究，见表2。

2 生物质水煤浆特性分析技术

在研究生物质与煤共成浆性的过程中，研究者们采取了多种多样的测量技术：光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱分析（XPS）、X射线能量色散谱分析（EDX）、傅氏转换红外线光谱分析（FTIR）、X射线衍射图谱分析（XRD）、凝胶渗透色谱分析（GPC）、zeta电位分析等。采用OM、SEM分析可以得到生物质或水煤浆的微观表面结构和形貌特征，其中SEM分析的分辨率更高。FTIR谱图则可以用来了解材料的分子键情况，并进一步分析材料的化学结构。EDX、XPS分析可以得到生物质材料的元素组成。XRD图谱用于了解材料的晶体结构。GPC分析用于了解生物质材料相对分子量及分子量分布，Zeta电位值可用于表征水煤浆的稳定性。表3为部分文献中学者采用的分析技术。

表2 其他废弃物制浆的研究

表3 特性分析技术

3 生物质水煤浆的成浆特性

成浆性对于浆体燃料的制备、运输、储存和雾化等至关重要。生物质水煤浆的成浆性可通过浆体的成浆浓度、流变特性、触变性和稳定性来表征。

3.1 成浆浓度

相同黏度下水煤浆浓度的高低反映了水煤浆成浆的难易程度。它关系到水煤浆应用的经济性问题。

图1[36]反应了不同污泥掺混比例下，污泥水煤浆的特征黏度（剪切速率为100s–1时的平均黏度），随浆体浓度的变化情况。随着污泥掺混比例的增加煤浆的表观黏度显著增大，成浆浓度急剧下降。这与污泥复杂的絮状结构有关，见图2[37]。污泥表面的絮状结构具有强大的吸附能力，会将浆体中的自由水束缚，使表观黏度增加；同时，污泥具有内在水分很高、碳含量很低、可溶性高价金属离子含量高、孔隙发达等特点，也导致污泥的成浆性较差[1]。

图1 污泥掺混比例对污泥煤浆黏度和浓度的影响[36]

不同麦秸秆添加量下水煤浆的黏浓特性见图3[38]。麦秸秆的添加会显著降低水煤浆的成浆浓度，且添加量越大，成浆浓度越低。这主要是由于麦秸秆的吸水性较强，加入后会固定大量的自由水，从而增大浆体的黏度，降低其成浆浓度。

3.2 流变特性

流变特性不仅是水煤浆储存、运输的前提，也是防止雾化喷嘴堵塞的关键，对于水煤浆工业应用具有重大意义。

图4[39]显示了固体质量分数为60%时，不同污泥掺混比例下，水煤浆、污泥水煤浆的流变性。未加入污泥时，水煤浆的黏度随剪切速率变化不大，接近牛顿流体。而所有的污泥水煤浆则都表现出了剪切变稀的假塑性特征，污泥掺混比例越高，假塑性越明显。这主要是由于污泥表面强大的吸附能力会把浆体中的自由水束缚到絮状结构中，从而增大了污泥水煤浆的黏度；而受到剪切力时，煤颗粒挤压浆体中的污泥，致使吸附在污泥中的水变为自由流动的水进入到浆体中，黏度降低，从而形成了假塑性的流体[40]。此外，污泥掺混比相同时，同污泥水煤浆相比，改性污泥制得的水煤浆黏度更低，假塑性更弱。

图2 电镜下污泥的微观结构[37]

图3 不同麦秸秆添加量下水煤浆的黏浓特性[38]

图4 水煤浆与污泥煤浆的流变曲线[39]

图5[35]为不同改性处理后蓝藻水煤浆的流变曲线。当剪切速率由10s–1升高到100s–1时，水煤浆与蓝藻水煤浆均呈现剪切变稀的特征。所有流变指数小于1，也说明这些浆体均为假塑性流体。一般，值越小，假塑性越强；而蓝藻水煤浆的值仅为0.3287，明显小于水煤浆的0.7643，即蓝藻水煤浆的假塑性比水煤浆强很多，这是由于受到剪切力的作用时，蓝藻与煤所形成的空间结构遭到破坏，释放出被束缚的水分，从而进一步增强了假塑性。另外，当蓝藻经过化学处理、高速剪切、加热等预处理后，浆体的假塑性都有所减弱。

3.3 触变性

工业应用要求水煤浆静置时要形成稳定的空间结构以防止出现硬沉淀；而在流动和雾化过程中，这种内部结构则应当破坏以减小阻力[39]。触变性可以很好地满足这两种需要。水煤浆的触变性是指搅拌后水煤浆变稀，黏度下降，而当应力撤销后水煤浆逐渐恢复其黏度的特性[41]。触变性的大小可以由触变环的面积来表征。环面积越大，触变特征就越明显，越有利于浆体的储存和输送。LIU等[41]研究了不同污泥掺混比（）下水煤浆触变性的差异，见图6。污泥的加入可以显著提高水煤浆的触变性，且污泥掺混比例越大，随着浓度提高，触变环面积的增加幅度也越大。翟会会等[25]研究了水煤浆与水葫芦水煤浆触变性的差别，结果见图7。普通水煤浆的触变环面积明显小于水葫芦水煤浆，且经C2（剪切粉碎2min）处理的水葫芦水煤浆的触变环面积明显大于经M20（粉碎后球磨20min）处理的水葫芦水煤浆。说明球磨处理会降低水葫芦水煤浆的触变性。

图5 不同改性处理后蓝藻水煤浆的流变曲线[35]

3.4 稳定性

水煤浆稳定性可采取棒插法、析水率等方式测定。HE等[36]采用《GB/T 18856.5—2008》中规定的方法分别测定了静置7天后与震荡24h后污泥水煤浆的析水率，见表4。由于污泥的加入，这两种水煤浆在较低的浓度下仍能保持较低的静态和动态析水率，也就是说，污泥能够提高水煤浆的稳定性。这是由于一方面污泥颗粒黏附在煤粉颗粒表面，或是填充在煤粉颗粒之间的空隙中，阻止了煤粉颗粒的深度团聚；另一方面，这些污泥容易吸水膨胀，在煤粉颗粒间形成间隔层，阻碍煤粉颗粒的沉降，提高了浆体的稳定性[40]。

图6 污泥掺混比例对水煤浆触变性的影响[41]

图7 水煤浆与水葫芦水煤浆的触变性[25]

图8[30]为不同酒糟掺混量下酒糟水煤浆静置3天后的析水率。当采用萘磺酸系分散剂（MF、NNO）或木质素磺酸钙（LS）作为添加剂时，酒糟掺混量的增加均会降低水煤浆的析水率，提高其稳定性。这主要取决于酒糟的化学结构：酒糟的强吸水性可以有效地“锁水”；同时，其长链碳会与煤颗粒相结合而形成相对稳定的絮凝结构，防止颗粒的团聚与沉降，提高了浆体的稳定性。

表4 污泥添加量对水煤浆稳定性的影响[36]

图8 不同酒糟掺混量下酒糟水煤浆的析水率[30]

表5 生物质水煤浆的成浆特性总结分析

3.5 生物质水煤浆成浆特性分析

用于制备生物质水煤浆的废弃物种类繁多、成分各异、结构复杂，但废弃生物质普遍具有含水率高、吸水性强等特点，使得生物质水煤浆具有类似的成浆特性。表5总结了生物质水煤浆成浆特性的规律。

4 结语

采用生物质水煤浆技术处置废弃物，不但可以解决废弃物的资源化难题，而且能够简化其处置流程，具有环保和经济的双重效益。因此，许多学者对废弃物制得的生物质水煤浆的成浆特性展开了研究，废弃物种类有污泥、秸秆、粪便、药渣等。在探究生物质水煤浆的特性的过程中，学者们采用OM、SEM、XPS、EDX、FTIR、XRD、GPC、Zeta电位分析等手段分析生物质和水煤浆的微观结构、元素组成、稳定性等特征。大量研究表明，生物质的掺混会增加水煤浆的表观黏度，降低水煤浆的成浆浓度，但同时也具有增强假塑性、触变性和稳定性等优点。

根据目前的研究情况，未来应该着力研究以下几个方面。

（1）加强对生物质改性的研究。生物质具有含水率高、孔隙多的特点，制约着成浆浓度的提高，而现阶段的研究主要针对污泥改性，对其他生物质水煤浆涉猎较少。

（2）进一步深化生物质与煤的共成浆微观机理的研究。生物质种类繁多、结构复杂，目前对生物质在水煤浆中界面现象及其分散、稳定的机理尚缺乏公认的微观解释。

（3）研究开发适用于生物质水煤浆的添加剂。生物质的加入会抑制添加剂的分散降黏作用，且不同生物质的影响程度不同。研发出一种高效、适应性广、价格低廉的水煤浆添加剂对于生物质水煤浆的大规模工业应用意义重大。

[1] 王睿坤，刘建忠，胡亚轩，等. 水煤浆掺混湿污泥对浆体成浆特性的影响[J]. 煤炭学报，2010，35（s1）：199-204.

WANG Ruikun，LIU Jianzhong，HU Yaxuan，et al. Influence of wet sludge on the slurrying properties of coal-water slurries[J]. Journal of China Coal Society，2010，35（s1）：199-204.

[2] 李伟东，李明，李伟锋，等. 污泥对水煤浆静态稳定性的影响研究[J]. 环境工程，2008，26（s1）：267-271.

LI Weidong，LI Ming，LI Weifeng，et al. The effect of sewage sludge on the static stability of coal-water slurries[J]. Environmental Engineering，2008，26（s1）：267-271.

[3] 刘洪涛，王燕文，孔祥娟，等. 城市污泥土地利用近期发展趋势及其原因研究[J]. 环境科学与管理，2015，40（11）：37-40.

LIU Hongtao，WANG Yanwen，KONG Xiangjuan，et al. Development tendency of sludge land application and its reason[J]. Environmental Science and Management，2015，40（11）：37-40.

[4] 王睿坤. 污泥与煤/石油焦协同制备浆体燃料的基础研究[D]. 杭州：浙江大学，2014.

WANG Ruikun. Basic researches on slurry fuel preparing by sludge and coal/petroleum coke synergistically[D]. Hangzhou：Zhejiang University，2014.

[5] 段清兵，何国锋，王国房，等. 利用碱性物质对污泥改性制备污泥水煤浆的实验研究[J]. 洁净煤技术，2014，20（1）：96-99.

DUAN Qingbing，HE Guofeng，WANG Guofang，et al. Sludge CWM preparation with alkaline matter modified sludge[J]. Clean Coal Technology，2014，20（1）：96-99.

[6] 罗进成，朱春鹏，林益安，等. 工业含碳氢副产物/废弃物的多元料浆气化利用可行性分析[J]. 化肥设计，2014，52（3）：15-18.

LUO Jincheng，ZHU Chunpeng，LIN Yi’an，et al. Feasibility analysis on utilizing multi-element slurry gasification of industrial by- product/waste containing carbon and hydrogen[J]. Chemical Fertilizer Design，2014，52（3）：15-18.

[7] 姚杰，董众兵，朱邦阳，等. 城市污泥与淮南煤共制水煤浆制浆性能的试验[J]. 化工进展，2011，30（s1）：500-504.

YAO Jie，DONG Zhongbin，ZHU Bangyang，et al. Experimental study on slurryability of coal water mixture with urban sewage sludge[J]. Chemical Industry and Engineering Progress，2011，30（s1）：500-504.

[8] 胡勤海，孟媛媛，朱建航，等. 污泥水煤浆在3.2MW卧式锅炉中的燃烧特性研究[J]. 环境科学学报，2011，31（2）：401-406.

HU Qinhai，MENG Yuanyuan，ZHU Jianhang，et al. Combustion properties of sludge coal water slurry in a 3.2MW horizontal furnace[J]. Acta Scientiae Circumstantiae，2011，31（2）：401-406.

[9] PARK Se-Joon，BAE Jong-Soo，LEE Dong-Wook，et al. Effects of hydrothermally pretreated sewage sludge on the stability and dispersibilty of slurry fuel using pulverized coal[J]. Energy & Fuels，2011，25（9）：3934-3939.

[10] MA Shaolian，WU Guoguang，MENG Xianliang，et al. Characteristics of coal sludge slurry prepared by a wet-grinding process[J]. International Journal of Mining Science and Technology，2016，26（5）：947-953.

[11] 金大钺，孔顺利，朱芝材，等. 利用城市污泥制备水煤浆的实验研究[J]. 广州化工，2015，43（17）：106-110.

JIN Dayue，KONG Shunli，ZHU Zhicai，et al. CWS preparation with sewage sludge[J]. Guangzhou Chemical Industry，2015，43（17）：106-110.

[12] 刘煜，李伟东，刘海峰. 污泥干燥预处理后与神府煤共成浆性的研究[J]. 燃料化学学报，2010，38（6）：656-659.

LIU Yu，LI Weidong，LIU Haifeng. Co-slurry ability of dried sewage sludge and Shenfu coal[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology，2010，38（6）：656-659.

[13] 陈浩，王国房，何国锋. 高压均质改性污泥对水煤浆成浆性的影响研究[J]. 洁净煤技术，2016，22（1）：10-13.

CHEN Hao，WANG Guofang，HE Guofeng. Influence of modified high shear emulsifying sludge on coal water slurry slurryability[J]. Clean Coal Technology，2016，22（1）：10-13.

[14] WANG Ruikun，LIU Jianzhong，LV Yukun，et al. Sewage sludge disruption through sonication to improve the-preparation of coal–sludge slurry fuel: The effects of sonic frequency[J]. Applied Thermal Engineering，2016，99：645-651.

[15] LIU Jianzhong，WANG Ruikun，HU Yourui，et al. Improving the properties of slurry fuel preparation to recycle municipal sewage sludge by alkaline pretreatment[J]. Energy & Fuels，2013，27（6）：2883-2889.

[16] 刘猛，段钰锋，李华锋，等. 改性污泥与石油焦的共成浆性及流变性分析[J]. 中国电机工程学报，2012，32（35）：59-65.

LIU Meng，DUAN Yufeng，LI Huafeng，et al. Analysis on-slurryability and rheology of modified sludge and petroleum coke[J]. Proceedings of the CSEE，2012，32（35）：59-65.

[17] 何国锋，段清兵，杜丽伟，等. 流体激波污泥改性工艺提高污泥水煤浆浓度的研究[J]. 洁净煤技术，2014，20（1）：45-48.

HE Guofeng，DUAN Qingbing，DU Liwei，et al. CWM concentration improvement by shock wave fluid modified sludge process[J]. Clean Coal Technology，2014，20（1）：45-48

[18] WANG Ruikun，ZHAO Zhenghui，YIN Qianqian，et al. Effects of low-temperature thermal and alkaline methods on the structural strength of sludge flocs and the co-slurrying ability of sludge and coal[J]. Energy & Fuels，2016，30（7）：5419-5424.

[19] 杨茜，鞠美庭，李维尊. 秸秆厌氧消化产甲烷的研究进展[J]. 农业工程学报，2016，32（14）：232-242.

YANG Qian，JU Meiting，LI Weizun. Review of methane production from straws anaerobic digestion[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2016，32（14）：232-242.

[20] 卜毓坚，屠乃美，刘文，等. 我国农作物秸秆综合利用现状及其技术进展[J]. 作物研究，2006，5：526-529.

BU Yujian，TU Naimei，LIU Wen，et al. Present situation and technical progress of comprehensive utilization of crop straws in China[J]. Crop Research，2006，5：526-529.

[21] 周志军，李响，周俊虎，等. 生物质水煤浆及添加剂的研究[J]. 煤炭学报，2012，37（1）：147-153.

ZHOU Zhijun，LI Xiang，ZHOU Junhu，et al. Evaluation of surfactants used in biomass coal-water slurries[J]. Journal of China Coal Society，2012，37（1）：147-153.

[22] 臧卓异，吴国光，孟献梁，等. 麦秸秆制备水煤浆的成浆特性研究[J]. 煤炭科学技术，2016，44（10）：195-202.

ZANG Zhuoyi，WU Guoguang，MENG Xianliang，et al. Study on slurry ability features of wheat straw prepared coal water slurry[J]. Coal Science and Technology，2016，44（10）：195-202.

[23] 李响. 低阶煤和生物质煤浆表面改性及其成浆特性研究[D]. 杭州：浙江大学，2012.

LI Xiang. Surface-coating improves the coal water slurry formation of low rank coal and biomass[D]. Hangzhou：Zhejiang University，2012.

[24] 吴乐，张强，李伟东，等. 水葫芦与神府煤共成浆性的研究[J]. 燃料化学学报，2010，38（5）：534-538.

WU Le，ZHANG Qiang，LI Weidong，et al.-slurry ability of water hyacinth and Shenfu coal[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology，2010，38（5）：534-538.

[25] 翟会会，徐梦涵，赵辉，等. 球磨预处理对水葫芦煤浆成浆性和流变性的影响[J]. 煤炭转化，2014，37（3）：50-54.

ZHAI Huihui，XU Menghan，ZHAO Hui，et al. Effect of ball milling on slurry ability and rheological properties of water hyacinth-coal slurry[J]. Coal Conversion，2014，37（3）：50-54.

[26] 彭倩. 生物质水煤浆制备及燃烧气化研究[D]. 杭州：浙江大学，2012.

PENG Qian. Preparation，combustion and gasfication of biomass coal water slurry[D]. Hangzhou：Zhejiang University，2012.

[27] 李伟东，李伟锋，刘海峰，等. 蓝藻与神府煤共成浆性的研究[J]. 燃料化学学报，2009，37（5）：534-538.

LI Wei-dong，LI Weifeng，LIU Haifeng，et al.-slurry ability of blue-green algae and Shenfu coal[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology，2009，37（5）：534-538.

[28] 张晔，李寒旭，芦涛，等. 淮北矿区煤与抗生素湿菌渣配合制备水煤浆的试验研究[J]. 选煤技术，2010（1）：24-27.

ZHANG Ye，LI Hanxu，LU Tao，et al. An experimental study on preparing coal water slurry with coal and antibiotic wet gruffsin Huaibei mining district[J]. Coal Preparation Technology，2010（1）：24-27.

[29] DU Yuying，JIANG Xuguang，MA Xiaojun，et al. Cogasification of biofermenting residue in a coal-water slurry gasifier[J]. Energy & Fuels，2014，28（3）：2054-2058.

[30] 李科褡，谢燕，曹阳，等. 无烟煤掺混白酒酒糟制备生物质水煤浆[J]. 燃料化学学报，2016，44（4）：408-414.

LI Keda，XIE Yan，CAO Yang，et al. Preparation of biomass coal water slurry through blending distillers' grains with anthracite[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology，2016，44（4）：408-414.

[31] 孙平，张云，李学坤，等. 生猪养殖废弃物制备生物质水煤浆的研究[J]. 应用化工，2016，45（3）：574-576.

SUN Ping，ZHANG Yun，LI Xuekun，et al. Study on preparation of livestock waste biomass coal water slurry[J]. Applied Chemical Industry，2016，45（3）：574-576.

[32] 孙平，薛敏，杨菊香，等. 利用羽毛制备的生物质水煤浆：104212505A[P]. 2014-12-17.

SUN Ping，XUE Ming，YANG Juxiang，et al. Biomass coal water slurry prepared by feather：104212505A[P]. 2014-12-17.

[33] WANG Ruikun，LIU Jianzhong，YU Yujie，et al. Effects of calcium oxide on the surface properties of municipal wastewater sludge and its co-slurrying ability with coal[J]. Science of the Total Environment，2013，456/457：9-16.

[34] MA Xiuyuan，DUAN Yufeng，LIU Meng. Effects of petrochemical sludge on the slurry-ability of coke water slurry[J]. Experimental Thermal and Fluid Science，2013，48：238-244.

[35] LI Weidong，LI Weifeng，LIU Haifeng. The resource utilization of algae—preparing coal slurry with algae[J]. Fuel，2010，89（5）：965-970.

[36] HE Qihui，XIE Dong，XU Renfu，et al. The utilization of sewage sludge by blending with coal water slurry[J]. Fuel，2015，159：40-44.

[37] WANG Ruikun，LIU Jianzhong，GAO Fuyan，et al. The slurrying properties of slurry fuels made of petroleum coke and petrochemical sludge[J]. Fuel Processing Technology，2012，104：57-66.

[38] 李婷婷. 麦秸秆-煤浆的制备及其气化特性研究[D]. 徐州：中国矿业大学，2014.

LI Tingting. Study on the preparation and gasification characteristics of wheat straw-coal slurry[D]. Xuzhou：China University of Mining and Technology，2014.

[39] LI Weidong，LI Weifeng，LIU Haifeng. Effects of sewage sludge on rheological characteristics of coal–water slurry[J]. Fuel，2010，89（9）：2505-2510.

[40] 李伟东，李明，李伟锋，等. 改性污泥与无烟煤成浆性的研究[J]. 燃料化学学报，2009，37（1）：26-30.

LI Weidong，LI Ming，LI Weifeng，et al.-slurry ability of modified sewage sludge and anthracite[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology，2009，37（1）：26-30.

[41] LIU Jianzhong，WANG Ruikun，GAO Fuyan，et al. Rheology and thixotropic properties of slurry fuel prepared using municipal wastewater sludge and coal[J]. Chemical Engineering Science，2012，76：1-8.

Advances in preparation and slurry ability of coal water slurry with waste biomass

WANG Jinqian，LIU Jianzhong，LI Dedi，WANG Shuangni

（National Key Laboratory on Energy Source Clean Utilization，Zhejiang University，Hangzhou 310027，Zhejiang，China）

It is a promising technology to treat sewage sludge，straw，algae and other waste biomass by using them to prepare coal water slurry（CWS），which achieves their reduction，harmless and resource utilization. There are varieties of biomass with complex structures，and thus it is of great significance to study the-slurry ability of biomass and coal. The paper reviewed the type of wastes used to prepare biomass coal water slurry（BCWS），the modification methods of biomass，the various techniques used to study the characteristics of CWS，and the effects of biomass on the slurry ability of CWS. The high moisture content，developed pore structure，and complex composition of biomass like sewage sludge resulted in its poor slurry ability，but the pseudo-plastic behavior，thixotropy and stability of BCWS were better than that of CWS. The future researches of slurry ability of BCWS are to strengthen the research on the modification methods of biomass；to explore the microcosmic mechanisms on the-slurry ability of biomass and coal；and to develop proper additives for BCWS.

sewage sludge；biomass；coal water slurry；preparation；slurry ability；waste treatment

TQ536.1；TK09

A

1000–6613（2017）10–3674–08

10.16085/j.issn.1000-6613.2016-2421

2016-12-28；

2017-06-12。

国家重点研究开发计划项目（2016YFB0600505）。

王金乾（1994—），男，硕士研究生，从事水煤浆技术的研究。E-mail:wjswjq@qq.com。

刘建忠，教授，主要从事煤燃烧理论与燃烧污染物排放与控制的研究。E-mail:jzliu@zju.edu.cn。