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本文提出以水煤浆气流床气化技术为依托，将预处理后的高含水率生物质与煤混合制备高浓度的生物质煤浆，替代水煤浆进行共气化，实现高含水率生物质的大规模无害化处理、能源化利用。这一工艺可有效解决高含水率生物质所造成的环境污染问题，并充分利用生物质能，变废为宝。本文选取具有代表性的三种高含水率生物质：污泥、蓝藻和水葫芦，通过探讨其与煤的成浆性，对煤灰熔融性和气化活性的影响，研究了高含水率生物质与煤共气化工艺的几个关键共性问题。具体内容归纳如下：
(1)研究了污泥、蓝藻和水葫芦与神府煤的成浆性。生物质的加入，极易降低浆体浓度。为制备高浓度生物质煤浆，需要研究合适的生物质预处理方式。研究中发现，采用强碱对脱水污泥进行预处理，可以提高污泥煤浆的成浆浓度。当神府煤与污泥的质量比为10∶1时，污泥煤浆的成浆浓度可以达到60％。对于原核生物蓝藻，高速搅拌、添加化学药剂、加热和厌氧消化都能破坏蓝藻的结构，降低蓝藻的黏度。当蓝藻与添加水的比例为1∶1时，蓝藻煤浆的成浆浓度可以达到62.5％。对于高等水生植物水葫芦，经机械破碎和球磨处理后，可将其制备成浆状体。发现Fe3+能降低水葫芦浆液的黏度，每100g煤中添加23.9g水葫芦，水葫芦煤浆的成浆浓度仍可以达到60％。
污泥具有疏松的羽状结构，其与煤颗粒能形成具有一定强度的空间网络结构，有效地阻止了大粒径煤颗粒的沉降，污泥煤浆的稳定性较水煤浆有大幅度提高。蓝藻煤浆的稳定时间在70h以上。水葫芦中的纤维素物质对水葫芦煤浆稳定性的提高起到主要作用。生物质煤浆都表现出假塑性流体的特征，剪切变稀，有利于输送。
(2)采用Malvern旋转流变仪，研究了污泥煤浆的流变性，并定量比较了污泥煤浆的空间结构强度。在剪切速率0.1s-1左右，污泥煤浆表现出明显的屈服应力。污泥的添加量越大，屈服应力越大。当煤与污泥的质量比为10∶1时，污泥煤浆的屈服应力是23Pa。污泥在浆体中占的比例越高，触变性越强。在剪切速率区间5～180s-1，污泥煤浆为屈服假塑性流体。分散剂和污泥的预处理在一定程度上降低污泥煤浆的屈服应力、触变性和假塑性。利用旋转流变仪，从能量耗散的角度定量地分析了添加的污泥对水煤浆空间网络结构强度的影响。当神府煤与改性污泥的质量比为10∶1时，污泥煤浆的空间结构强度约是水煤浆的4倍。
(3)在弱还原性气氛下，分别研究污泥和水葫芦与煤混合物灰的熔融特性。随着污泥添加量的增加，污泥与神府煤混合物的灰熔点先降低再升高。当100g煤中添加30.74g污泥时，灰熔融温度降到最低，流动温度从1240℃降到1177℃。预处理后的污泥可以进一步降低神府煤的灰熔点。当100g煤中添加51.23g改性污泥时，流动温度由1240℃降到1158℃。污泥对大柳塔煤灰熔点的影响规律与神府煤相似。当污泥加入到石圪台煤后，灰熔点变化不明显。不同温度下矿物质的转变是混合物灰熔点产生变化的主要原因，蓝晶石的出现是导致石圪台煤灰熔融温度没有降低的主要原因。水葫芦与神府煤的比例为23.9∶100时，混合物灰的流动温度降从1240℃降低到1180℃左右。
(4)采用常压高温热天平分别研究了污泥、蓝藻和水葫芦与神府煤气化反应动力学特征。发现这些生物质的加入，能显著降低神府煤与CO2气化反应的活化能。当神府煤与改性污泥(污泥)的质量比为10∶1时，活化能从178 kJ/mol降为139kJ/mol(153kJ/mol)。蓝藻和水葫芦能有效地提高神府煤CO2的气化反应活性。
(5)通过ASPEN PLUS过程模拟软件模拟了生物质煤浆的气化工艺，发现加入的生物质降低了煤的灰熔点和气化温度，有利于比氧耗的降低。生物质煤浆的比煤耗低于水煤浆。