共热解过程中煤与生物质相互作用的研究进展

张玉洁，王焦飞，白永辉，宋旭东，苏暐光，于广锁，2

（1 宁夏大学化学化工学院，省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室，宁夏银川 750021；2 华东理工大学洁净煤技术研究所，上海 200237）

煤炭是我国的主体能源之一，根据2020 年BP世界能源统计年鉴，全球煤炭产量相比于2019 年增长了1.5%，其中我国的增幅最大，达到3.2 EJ（1 EJ=1018J），我国煤炭消费相比于2019 年也增长了1.8 EJ，表明在较长时间内我国以煤为主的能源结构状况很难发生改变[1]。传统的煤炭利用手段，如燃烧发电，往往存在着大量的环境污染和煤炭利用率低等问题[2-4]。煤热解是煤气化、液化等技术的基础过程，也是实现煤炭高效清洁转化的重要途径之一，通过热解得到的液态焦油可作为化工产品或液体燃料的原料，而固体产物半焦可直接作为燃料及气化原料使用。但由于煤中H/C较低，导致热解焦油重质组分含量较高，且易造成腐蚀和堵塞管道的问题，因此煤热解技术的工业化受到限制。

生物质作为目前世界上最主要且最具潜力的可再生能源之一，储量丰富，具有H/C和O/C高的特点，将其与煤进行共热解可以有效地提高煤热解转化率和焦油品质[5-6]。生物质与低阶煤的热解温度区间有部分重叠，因此生物质热解产生的羟基自由基和氢自由基可参与煤热解自由基反应的过程，稳定煤热解产生的大分子自由基结构，进而促进焦油和气体的形成，减少半焦的产生[7-9]。而在生物质与部分较高阶煤共热解过程中，二者并没有发生相互作用，主要原因可能是相比于煤分子结构中的典型芳烃C＝C键，生物质中的醚键和C—C单键的键能更低，二者热解温度区间不匹配，造成生物质热解产生的含氢小分子气体和其他挥发分提前逃逸，无法参与到煤热解过程中[10]。对煤与生物质共热解过程认识差异的主要原因一方面在于学者们所选用的原料性质、共热解工艺参数及反应器类型的不同，无法获取统一的规律性认识；另一方面在于共热解过程中二者产生挥发分组成、半焦性质复杂，致使对中间产物之间的相互作用机制认识不清。因此，本文从原料种类、工艺参数、反应器类型等对共热解产物分布的影响规律，碱金属在共热解过程中的催化作用，挥发分、半焦间的相互作用和研究共热解的新方法等方面，对相关的研究工作进行综述，以期为进一步研究并深入认识煤与生物质共热解过程提供思路。

1 共热解产物分布的影响因素

在煤与生物质的共热解过程中，由于二者有机质成分差异较大，热解规律也不尽相同，因此影响共热解产品的因素较单独热解来说更为复杂。总体来讲，影响共热解过程的主要因素仍是热解原料种类、热解工艺和热解反应器类型三个方面。

1.1 原料种类对产物组成的影响

不同生物质和煤原料的化学组成和组分含量不同，因此它们的热解反应特性、产品组成和含量也存在差异。木本生物质主要是由纤维素、半纤维素和木质素组成，草本生物质还含有少量淀粉、粗蛋白和提取物等，污泥和畜禽粪便等则含有一定量的蛋白质和脂质。软木木质素以愈创木基为主，热解形成愈创木酚；硬木木质素以愈创木基和紫丁香基等基本结构单位为主，同时含有少量对羟苯基，热解产生的生物油中含有大量的愈创木酚和紫丁香酚；而藻类原料由于含有较多的脂类、蛋白质和可溶性多糖，故热解产生的生物油含氧量低，热值更高[11-12]。这些生物质热解产物的不同均会影响共热解过程及特性。

Aboyade 等[13]将煤分别与玉米棒渣和甘蔗渣进行共热解，主要产品类型如图1所示，发现随着煤中玉米棒渣含量增加，所有液体馏分的产量都会增加，而煤中甘蔗渣所占的比例越大，共热解产生的焦油和轻凝析油含量越少。造成这种差异的原因可能与玉米棒渣和甘蔗渣性质不同有关。

Wu 等[14]研究了绿藻与煤混合共热解时的半焦和焦油产率，发现在600～850℃范围内，实验煤焦产率比计算煤焦产率低1%～10%，但随着绿藻质量比的增加，实验半焦产率略高于计算值，说明绿藻的加入抑制了煤的热分解。在另一研究中，他们采用热重法和等重转化法对微拟球藻和小球藻与低阶煤的共热解特性和动力学特性进行了分析，发现在250～850℃下，小球藻和煤共热解时具有明显的协同作用，小球藻的加入提高了煤挥发分的产率，在小球藻质量分数为50%时，挥发分产率提高了8.5%，而微拟球藻对挥发物的增效作用受温度和混合比的影响[15]。贺越[16]将麦秆、芦竹和棉花杆分别与煤以1∶4 的质量比混合共热解，发现麦秆在共热解过程中并没有与煤发生协同作用，而芦竹和棉花杆的加入促进了共热解过程中HCN（氰化氢）的转化。唐初阳[17]比较了棉杆、稻壳和同一种煤的共热解过程，发现生物质内在矿物质对共热解产物分布有不同的影响。与生物质和煤的单独热解产物相比，棉杆中的矿物质成分在共热解过程中促进了焦油轻质组分的生成，而稻壳中的矿物质成分促进了共热解过程中热解水的生成，这是由于生物质赋存的矿物质对共热解的催化作用不同，表明生物质中矿物质的存在是生物质与煤发生协同作用的原因之一。

Ding等[18]将玉米秸秆分别与内蒙古东部呼伦贝尔褐煤、陕西神木烟煤和晋东南晋城无烟煤进行共气化，结果表明，针对气化反应性而言，共气化过程中玉米秸秆半焦与呼伦贝尔褐煤半焦间产生了一定的负协同效应，而与神木烟煤及晋城无烟煤两种煤半焦有正协同效应。产生不同协同效应的原因主要与生物质半焦和煤半焦气化速率的差异大小有关。当生物质半焦与煤半焦接触紧密、气化速率相当时，对于气化效率，共气化时二者产生负协同效应，而当二者气化速率差异较大时则产生正协同效应。

1.2 热解工艺参数对产物分布及组成的影响

热解温度、升温速率、原料配比等热解工艺参数也是影响煤与生物质共热解产品组成和产率重要因素。一般来讲，生物质和煤的热解区间大致可分为三个阶段：第一阶段，即煤热解温度低于400℃、生物质热解温度低于300℃时，主要裂解的是纤维素和部分木质素，80%的生物质在这一阶段转化产生挥发分，而煤只转化35%左右；第二阶段，温度区间在400～600℃（以煤为原料）或300～500℃（以生物质为原料），该阶段产物主要为气体和液体，生物质中的大分子结构由弱醚键连接，将在500℃左右大量裂解，而煤结构中更多的多环芳烃由芳烃键连接，裂解所需温度更高；第三阶段，温度在600℃以上（煤热解）或500℃以上（生物质热解），此阶段产物主要为半焦。在前两个阶段，两种原料的解聚反应（主要产生挥发分）占主导地位，同时存在与之竞争的交联反应（主要产生半焦），但因为生物质化学结构的键能较弱，其交联反应温度比煤更低[19]。Guo 等[20]研究了准东褐煤和松木屑的共热解特性，发现随着热解温度从600℃升高到800℃，准东褐煤与松木屑的协同作用减弱。

除热解温度外，升温速率也会影响煤与生物质共热解过程中二者的相互作用。一部分原因是生物质在快速热解条件下主要转化为生物油和小分子气体，而慢速热解时则主要产生生物炭，残存的焦油和生成的合成气比较少[21]。另外，升温速率的快慢会影响生物质和煤挥发分的释放以及二者的相互作用时间，进而影响相互作用过程。Jones 等[22]研究了褐煤和松木屑的共热解过程，油品产物分布如图2所示，结果表明在较低升温速率下褐煤与松木屑发生了协同作用，共热解产品主要由烷基甲氧基苯组成，比生物质和煤单独热解产物轻质得多，而在中等升温速率下二者共热解的产物与单独热解并无明显不同，因此认为二者没有发生协同作用。作者认为，这主要是因为较低的升温速率下挥发分与煤颗粒发生了相互作用。

图2 对松树热解过程中产生的油进行开柱分离（插入）后的GC-MS（气相色谱-质谱）[22]

此外，煤与生物质的配比也会影响共热解产物的组成。Krerkkaiwan等[9]采用快速加热热天平反应器研究了共热解炭与水蒸气的气化反应性，发现当生物质与煤的比例为1∶1 时，会有较高的煤气产率和较低的焦油、煤半焦产率，可能是在较高的生物质和褐煤配比下，生物质的加入为褐煤热解的加氢过程提供了充足的供氢体，但当生物质和煤的比例达到3∶1 时，这种现象消失，这可能是由于生物质过多在混合系统中产生了过量的挥发物。柯萍等[23-25]也证明了不同的掺混比会对共热解产物产生影响。王俊丽[26]研究发现，煤与生物质共热解是否存在协同效应与生物质种类及煤与生物质的混合比例密切相关。对于内蒙古兴和煤，秸秆和向日葵秆的加入对于共热解过程影响不显著，与苹果树枝共热解效果明显大于前两种生物质，且内蒙古兴和煤与苹果树枝混合比例为2∶1 时，共热解协同效果最为明显。生物质与煤在一定条件下共热解时存在协同效应，液体产物的产率增加，但焦油中含氧组分增加而烃类物质减少，焦油品质下降。热解参数对共热解过程中煤与生物质相互作用的影响主要是通过影响生物质挥发分的释放量及释放速率、煤与生物质的相互作用时间、挥发分的种类等调控煤与生物质相互作用过程。

1.3 热解反应器对热解产品的影响

反应器类型同样是影响热解工艺特性的一个重要因素，目前常用的热解反应器有固定床、流化床和气流床反应器等。固定床热效率高，但过程难以控制；流化床传热传质效率高，但产出气体的显热损失较大。

图3 褐煤在丝网反应器和流化床/固定床反应器中热解过程中[29]

Wang 等[27]认为与固定床反应器相比，在快速升温的流化床反应器条件下，由于生物质挥发分与煤热解过程中产生的半焦和挥发分之间的接触时间较短，致使二者相互作用时间较短，挥发分中的碱金属无法在共热解过程中充分发挥其催化作用，因而无法提高焦油的产率和品质。Li等[28]在热解过程中采用丝网热解和流动溶剂液化反应器，这两种反应器都能快速从反应区去除产物，从而抑制二次反应的发生。如图3 所示，对比Li 等[29]的实验结果，发现流化床或固定床反应器中煤的90%的Na 在热解过程中挥发，而在金属丝网反应器中仅有30%左右的Na 挥发。金属丝网反应器最重要的特征是挥发分产生的瞬间就会被载气从热解煤或半焦颗粒周围带走，使得挥发分和母体半焦之间的内在作用减小[30]。因此，若要调控煤与生物质间的相互作用强度，反应器的特殊结构设计也是重要手段之一。由于煤与生物质共热解过程的复杂性，热解反应器未来的研究方向应该与其他系统相结合，实现向分级转化多联产方向发展[31]。

2 共热解过程中煤与生物质间的协同作用

原料的种类、工艺参数、反应器类型等诸多因素均会对共热解过程产生影响，但也正因为这些因素的复杂作用，共热解过程中煤与生物质间是否存在相互作用还没有定论，煤与生物质间的相互作用机制也还不清楚。

一些学者认为，生物质在与高阶煤共热解的过程中没有发生相互作用，因为生物质中的醚键和C—C单键的键能比煤分子结构中的典型芳烃C＝C键低一些，二者的热解温度区间不匹配，生物质的挥发分和含氢分子会提前逃逸而无法参与到煤的热解中[10]。Pan等[32]将松木屑与萨贝罗煤混合共热解，发现随着混合比例的增加，混合物的热解行为逐渐趋于松木屑或萨贝罗煤的单独热解行为。混合物的热解行为均为松木屑与萨贝罗煤单独热解行为的加和。Vuthaluru等[33]从半焦产率、热效应、动力学分析等方面对共热解过程进行了分析和研究，认为混合物的热解特性是原料的热解特性的加和，证明二者之间没有存在协同效应。Weiland 等[34]和Biagini等[35]也得到了相似的结论。

而大部分学者认为，生物质热解产生的活性羟基自由基和氢自由基会参与到煤热解自由基反应的过程中，二者在共热解过程中存在协同作用[36]。大量的研究表明，共热解过程中生物质与煤的相互作用，可能发生在挥发分与挥发分之间、挥发分与半焦之间。生物质中碱金属也被证明对热解有一定的催化作用，进而影响生物质与煤的共热解过程。因此，本节主要从碱金属的催化作用、挥发分与半焦之间、挥发分与挥发分之间等方面，对生物质与煤共热解过程中二者的相互作用机制研究进行综述。

2.1 碱金属的催化作用

生物质与煤共热解过程中存在协同作用的一个重要原因是生物质中较高的碱金属含量对煤热解的催化作用。碱金属催化作用与其存在的形式和状态有关，即与碱金属在共热解过程中的迁移转化过程有关[9,20]。

Song等[37]研究了共热解过程中K的迁移，发现煤中矿物和表面含氧官能团是影响K在共热解过程中再分配的主要因素。水溶性生物质K通过与煤中生物质矿物质的反应，迁移到煤焦表面，促进了煤的气化转化。Quyn 等[38]研究了煤与生物质共热解过程中Na的迁移途径，发现NaCl在共热解过程中主要以Na 和Cl 的形式挥发，在一定热解条件下迁移到煤中的NaCl可以成为煤焦气化的活性催化剂。他们[39]通过热重分析仪测定400℃下空气中不同NaCl 负载量煤焦的反应性，如图4 所示，当NaCl在缓慢的升温速率下迁移到半焦中时，对煤焦气化反应产生了明显的催化作用。

图4 热重分析仪（TGA）测定的400℃下空气中煤焦的反应性[39]

Zhao等[40]发现热解过程中，碱金属和碱土金属（AAEM）的转化和迁移是通过O 作为迁移介质来实现，在C—O 键转变过程中，AAEM 物种从生物炭结构内部迁移到其表面，最终从气固界面分离出来，这些碱金属能够使焦油中的自由基结构相互反应形成沉积碳而促使焦油的裂解反应并实现焦油的提质。Okuno 等[41]认为挥发性碱金属与煤焦表面的二次相互作用甚至抑制了它们从固定床中的释放。无论升温速率如何，碱金属主要以非氯化物的形式释放，而这些活性的非氯化物碱金属在热解过程中起到催化作用。李晓明等[42]将玉米秸秆与无烟煤进行共热解，研究了共热解过程中碱金属在煤焦中的沉积和挥发分与煤焦的相互作用。结果表明随着玉米秸秆掺混量的增加，煤焦样品中活性K 和Mg 的含量逐渐增加，在共热解过程中，沉积在煤焦中的碱金属多于从生物质中逸出的碱金属，抑制了石墨化过程，对煤焦的微晶结构起决定性作用。

钱亚平等[43]将神府煤与蓝藻进行共热解，发现在低温阶段蓝藻的挥发分逸出，其灰分覆盖在煤的表面，其中具有催化作用的碱金属和碱土金属会促进煤的热解在较低温度下发生。另外蓝藻含有大量的含氧官能团，会生成更多的含氧气体，表面的碱金属和碱土金属更易吸附含氧气体形成C-O-M 复合物，使得与之相连的C—O 键易发生断裂，同时蓝藻中较高的H和C摩尔比使氢充当了煤热解的供体，也可以促进煤的挥发分在较低的温度下析出。Wu 等[44]用羧甲基纤维素钠作为典型的有机钠盐探究了碱金属对低阶煤与木质纤维素生物质共热解过程中气体产物分布和炭结构的影响机理，结果表明羧甲基纤维素钠的加入能改善炭结构的有序性，提高了CO 和CO2的产率，抑制了H2的释放和轻烃的生成。Guo 等[20]研究了准东煤与松木屑的共热解情况，结果表明在共热解过程中，煤灰中的碱金属在高温下挥发，凝结在褐煤和松木屑表面催化热解生成更多的挥发分，促进了协同效应。

生物质中的碱金属在共热解中明显起到了一定的催化作用，促进了煤的热解，影响了挥发分-半焦、挥发分-挥发分的相互作用过程。其主要催化途径是通过在共热解过程中的迁移转化和挥发；或是吸附在半焦表面作为催化剂，充当挥发分裂解或相互作用的活性中心；或是通过插入到半焦结构内改变半焦的有序性，进而影响半焦自身的吸附催化性能及其与挥发分的相互作用。

2.2 挥发分和半焦间的相互作用

在气化过程中半焦颗粒会被包括重整反应中间体自由基在内的挥发分所包围，使挥发分和半焦颗粒持续不断相互作用，而这种作用普遍存在于煤、生物质等热解或气化过程中，并持续影响热解或气化过程。随着生物质进料量的增加，更多的新生半焦沉积形成薄的半焦床层，而热解产生的挥发分将遇到更多的新生半焦，新生半焦-挥发分的相互作用明显增强，这促进了初次焦油的裂解，导致焦油产率的降低[45]。而在生物质与煤共热解过程中，这种挥发分与半焦的相互作用显然也是决定共热解产物及二者相互作用的关键因素。

Li等[29]研究了气化半焦被挥发分包围时挥发分与气化剂的重整反应过程。挥发物-半焦相互作用的本质是炭和（氢）自由基之间的反应，这些自由基由挥发物的裂解和重整产生。即使在低至500°C的温度下，氢自由基也能够深入到炭基体中。挥发物-炭相互作用可能导致AAEM 物种（尤其是单价Na 和K）挥发，并改变炭结构、催化剂分散度以及炭的反应性。挥发物-炭相互作用还可以改变炭-氮的转化，从而调节炭中含氮产物的选择性，而作用过程中的氢自由基也可直接抑制炭的气化[46]。在挥发分与煤半焦的相互作用过程中，蒸汽的存在可以显著地促进大环和小环芳烃系统的重构，特别是在较厚的煤焦床中，蒸汽与煤半焦的反应也较为显著[47]。

Hu等[48]发现生物质半焦与煤挥发物相互作用过程中焦油转化为气体的效率明显高于煤半焦与生物质挥发物相互作用过程中焦油转化为气体的效率，说明生物质半焦是一种比煤半焦更强的催化剂，而挥发物中的焦油分子更容易吸附在生物质炭表面，在生物质炭基质中聚合。Quyn 等[49]探究了挥发物与炭化物的相互作用，认为自由基与炭化物之间的反应很可能是AAEM 类物质在炭化物中挥发的关键路径。挥发分和炭相互作用对单价AAEM 物种（如Na）的挥发性有显著影响，而对二价物种（Mg和Ca）的挥发性影响最小。AAEM物质的价态及其在煤/焦炭中的化学形态明显影响焦炭老化的效果。

2.3 挥发分间的相互作用

除了挥发分与半焦的相互作用，挥发分与挥发分之间的相互作用也是影响生物质与煤共热解产物分布的重要因素。挥发分间的相互作用可能发生在固体半焦的间隙间，也可能发生在半焦上层的空间内。因此，认识不同空间内挥发分间的相互作用，有利于更深入地理解和研究生物质与煤在共热解过程中的相互作用机制。

Liu 等[50]采用带或不带垂直挡板的坩埚将两种固体有机物（包括一种煤和四种纯有机化合物）在程序升温模式下热解，研究挥发分在颗粒间隙中的反应行为。结果表明，有机物在较低温度时产生的挥发物倾向于吸附在半焦上，并在较高温度下与热解的物质发生反应，这使得半焦的热解温度降低。挥发物的裂解和团聚会使这些挥发物反应造成的质量损失减少。

文献[51]所设计的坩埚如图5 所示，可将固体物质彼此分离，而其挥发物可在上述不同体积（或高度）的自由气体空间中混合和作用。结果表明，在共热解过程中含烷烃键有机物的挥发分间作用较少，含烯烃键或吡咯烷酮结构有机物的挥发分间作用稍强，而含有多个环的有机物挥发分间的反应最为强烈。

图5 热重坩埚结构设计示意图[49]

Yuan 等[52]发现在煤与生物质共热解过程中形成的羟基自由基可以攻击煤中的芳香环，也可以与脂肪族物质发生反应，与碳原子结合形成CO。Li等[53]通过系列研究发现，挥发分热裂解/重整生成的氢自由基在三个方面减缓了煤焦气化过程：一是氢自由基占据了煤焦的反应中心；二是使煤焦结构重新排列；三是促进了褐煤中固有催化物种的释放。此外，通过调节挥发分的相互作用时间和挥发分（氢自由基）的浓度可控制其相互作用的程度。挥发分的生成一旦停止，其衍生物种（氢自由基）对反应位点的占据就会被清除[54]。

3 共热解过程研究的新方法

煤与生物质共热解的过程十分复杂，为了探究热解过程中自由基相互碰撞结合过程，一些学者探索了新的研究了方法，如采用更先进的设备和新的反应器结构、对热解过程进行拆分和简化等，但截至目前这些研究仍在探索阶段。

Hu 等[55]采用热重分析仪结合傅里叶变换红外光谱研究了蒙东煤在K2CO3作用下热解过程中失重和释放气体的情况，发现K2CO3的加入会影响反应顺序，尤其是C—O、C＝O、CH—CH3和芳香族的C＝C 等键的反应顺序。由于生物质中K、Ca 等碱金属和碱土金属含量较煤中更高，因此这也为生物质和煤共热解提供了一个研究方向。

对共热解过程认识不清的一个重要原因是过程中发生的二次反应致使对反应机理的研究更加复杂。Li等[28]采用新的丝网热解反应器和流动溶剂液化反应器研究生物质和煤共热解过程，发现热解产率对加热速率变化的敏感性与热解过程中挥发分释放和再气化的竞争速率有关，而氢供体提供的氢可以改变这一竞争，这有利于更大程度的热解产品释放和缓慢再溶解。该反应器能快速去除反应区中的产物，以抑制二次反应，因此产物结构不会受到反应器的影响。Liu[50]通过自己设计的热重坩埚采用热重分析仪与质谱仪（TG-MS）在线联用，该坩埚将固体物质彼此分离，更清楚地研究出挥发分在坩埚中的相互作用。Zhou等[56]设计了一种新型真空密闭反应器，并在不同操作模式下与普通的Gray-King（GK）和流通式（FT）反应器进行了比较。对热解产物半焦和焦油进行了分析，新型真空密闭反应器大大缩短了挥发物反应时间，收集了所有产物，与文献中常用的其他反应器相比，热解结果更接近于煤与挥发分的反应。

Zhao 等[40]对实验方法进行了创新，将催化剂、秸秆、褐煤和热解半焦放置在固定床的不同床层内，研究生物质与煤的共热解特性，见图6。发现当秸秆放置在第二层、半焦放置在第三层时，产品中轻质焦油的含量更高，相比于煤半焦，秸秆半焦更容易吸附共热解挥发分中的重质焦油分子，使共热解产生更多的气体。这显然揭示了共热解过程中煤半焦、生物质半焦的不同作用和角色，为更清楚地认识共热解过程及生物质与煤的相互作用提供了一定的理论基础。

4 结语与展望

图6 实验样品排列示意图[40]

煤与生物质共热解作为煤炭高效清洁利用的重要途径，改善了二者单独热解的缺点，可以提高热解效率和油品的品质。本文综述了煤与生物质共热解过程的研究进展和发展趋势，总结了共热解过程的影响因素、研究方法和组分间相互作用。生物质的种类、共热解工艺参数、反应器的类型均会影响共热解产物分布，学者们从碱金属催化作用、挥发分-半焦相互作用、挥发分-挥发分相互作用等方面研究了共热解过程中煤与生物质的相互作用机制，这些组分间的相互作用共同影响了共热解过程。然而由于这些作用过程相互影响、相互依存造成了共热解过程十分复杂，一些学者期望通过采用更先进的设备和新的反应器结构、利用键结构相对简单的模型化合物、对热解过程进行拆分和简化等新方法探究共热解过程，取得了一些新的认识和结论，但仍有一些问题亟待深入研究。

共热解过程中煤与生物质是否存在相互作用还没有统一认识，其中一个主要原因是对生物质和煤热解过程中的中间产物及自由基相互结合转化过程认识不清。胡浩权等[57-59]近年来利用热解原位飞行时间质谱研究了煤热解过程中的自由基行为，检测到了部分热解中间产物及自由基，而这也为生物质与煤共热解过程自由基的分析提供了可能。因此，如何将固定床、流化床等反应器中的共热解过程研究与原位飞行时间质谱等原位分析手段结合，将是共热解过程中煤与生物质相互作用机制问题的解决途径之一。此外，生物质与煤共热解过程发生相互作用更有利于提高共热解效率和产物品质，如果能够调整或增强共热解过程中煤与生物质的相互作用，将会大大提高二者的利用率，促进共热解工艺技术的发展。本文作者课题组[60]研究了梅花井煤与牛粪在共热解过程中的相互作用，发现CaO作为共热解的催化剂，不仅可以在一定程度上增大煤与生物质的热解温度重叠区间而增强它们的相互作用，还可提高所产油品的品质。因此，寻找更合适的共热解催化剂以调控共热解过程中生物质与煤的相互作用强度，也可作为共热解研究的方向之一。