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纤文素是由脱水D–吡喃式葡萄糖基(C6H10O5)通过相邻糖单元的1位和4位之间的β–苷键连接而成的一个线性高分子聚合物，呈现出晶体结构，不溶于水，无还原性，较难水解，其平均分子量为100000。纤文素分子聚合度一般在10000以上，其结构中C–O–C键比C–C键弱，易断开而使纤文素分子发生降解。
半纤文素在化学性质上与纤文素相似，是由不同的己、戊糖基组合，通过β–l、4氧桥键联接而成的不均一聚糖，其聚合度(150~200)比纤文素低、结构无定性、易溶于碱性溶液、易水解，热稳定性比纤文素差，热解容易。半纤文素大量存在于植物的木质化部分，如玉米穗、坚果壳、秸秆及种皮等，其含量依植物的种类、部位和老幼程度而有所不同[16]，平均分子量低于30000。不同植物中半纤文素的含量不同，结构亦不同。半纤文素的聚合物主链可以由同一种糖单元构成，也可由多种糖单元构成，糖与糖之间的连接方式也不同。半纤文素具有与纤文素类似的化学反应。
木质素是以C–C键和C–O–C键连接而成的复杂的芳香族聚合物，常与纤文素结合在一起，称之为木质纤文素。它主要由苯基丙烷结构单体构成。木质素结构复杂，无定形，由自由环连接，分子量高，环状结构将纤文素的纤文细胞绑定在一起，它在植物界的含量仅次于纤文素。木质素分子结构中相对弱的键是连接单体的氧桥键和单体苯环上的侧链键，受热易发生断裂，形成活泼的含苯环自由基，极易与其它分子或自由基发生缩合反应，生成结构更为稳定的大分子，进而结炭。
目前全球每年水、陆生物质产量约为全球总能耗量的6~10倍左右。据统计，生物质资源潜力可达100亿吨，仅森林、草原和耕地这三项的产量就达50亿吨干生物质，相当于20亿吨标准煤。我国植物性生物质资源丰富，目前用作能源的主要是薪柴和秸秆，大多用于直接燃烧，每年用作生活燃料约2.5亿吨，占农村生活用能的35%以上。我国是一个能源消费大国，在一次能源中煤炭所占比例高达70%以上。随着我国能源需求的不断增长以及化石能源消耗带来的环境压力的不断加剧，新能源和可再生能源的开发利用越来越受到重视。开发利用新能源和可再生能源，对于改善以煤炭为主的能源结构，缓解能源生产和使用造成的环境问题，保障我国经济社会的可持续发展具有重要的意义。
生物质能用于现有的煤转换和利用的技术与设备的基础上，在现阶段是一种低成本、低风险可再生能源利用方案，可替代常规能源，减少CO2、NOx和SO2的排放；同时，建立生物质燃料市场，可促进当地经济的发展，提供大量的就业机会。在美国和欧洲等发达国家已经建立了一定数量的生物质与煤的混合燃烧工程，装机容量在50~700 MW之间，主要的燃烧设备是煤粉炉，也有的使用层燃和流化床。将固体废弃物(如生活垃圾或旧木材等)放入水泥窖中进行燃烧也是一种生物质混合燃烧技术，目前已经处于应用阶段。
如何整合与利用现有燃煤电厂的热力设备与系统以适应生物质燃料的需要，是发展生物质与煤混合燃烧技术的主要挑战。当生物质燃料占总燃料的热量比例低于20%时，一般不需要改变现有电厂的任何设备，对已有的燃煤电厂技术改造主要风险有存在降低系统灵活性和可用性的可能，增加系统运行和文护成本。
生物质与煤混合燃烧技术可分为气化利用和直接利用两种[16]：
(1) 气化利用。首先将生物质在气化炉中气化，产生燃气(主要成分为50%的N2以及CO、CO2、CH4、H2、H2O等)送至燃烧室与煤混合燃烧。
(2) 直接利用。首先是对生物质进行预处理，然后直接输送到锅炉燃烧室的利用方式。采用方式可以是层燃、煤粉炉和流化床等方式。