0、引言
生物質(zhì)是生物質(zhì)資源的重要組成部分，具有種類多、數(shù)量大、可再生等特點(diǎn)。生物質(zhì)能作為第4大能源資源，在可再生能源中占有重要地位。但是，作為一種散拋型低容重的能源形式，生物質(zhì)能具有資源分散、能量密度低、容重小、儲(chǔ)運(yùn)不方便等缺點(diǎn)，嚴(yán)重地制約了生物質(zhì)能的大規(guī)模應(yīng)用。而生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)是生物質(zhì)能的一種簡(jiǎn)單、實(shí)用、高效的利用形式，為高效利用農(nóng)林廢棄物、農(nóng)作物秸稈提供了一條新的途徑。其既可以補(bǔ)充常規(guī)能源的短缺，又具有重大的環(huán)境效益。
生物質(zhì)成型技術(shù)，就是將各類生物質(zhì)廢棄物，如秸稈、稻殼、鋸末、木屑等，采用機(jī)械加壓（加熱或者不加熱）方法，使原分散、無定形的原料壓縮成具有一定形狀、密度較大的固體成型燃料。生物質(zhì)在擠壓成型后，密度可達(dá)0.8～1.3kg/m3，能量密度與中值煤相當(dāng)，成型燃料的燃燒特性較成型前有明顯改善，且儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用方便，干凈衛(wèi)生，可代替礦物能源應(yīng)用于生產(chǎn)和生活領(lǐng)域，富通新能源生產(chǎn)銷售
顆粒機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料成型機(jī)械設(shè)備，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.1國(guó)外情況
早在20世紀(jì)30年代，美國(guó)就開始研究壓縮成型燃料技術(shù)，并研制了螺旋式成型機(jī)，能把木屑和刨花壓縮成固體成型燃料。日本從20世紀(jì)50年代開始從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)后進(jìn)行了改進(jìn)，并發(fā)展成為日本壓縮成型燃料的工業(yè)體系。到1987年，有十幾個(gè)顆粒成型工廠投入運(yùn)行，年產(chǎn)生物質(zhì)顆粒燃料十幾萬t。國(guó)外生物質(zhì)成型的主要方式有4種，即顆粒成型機(jī)、螺桿連續(xù)擠壓成型機(jī)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)沖壓式成型機(jī)和液壓驅(qū)動(dòng)沖壓式成型機(jī)。
1.2國(guó)內(nèi)情況
我國(guó)生物質(zhì)能的傳統(tǒng)利用方式是不加轉(zhuǎn)化而直接燃燒，因此生物質(zhì)致密成型技術(shù)的研究、開發(fā)起步較晚，與國(guó)外相比具有一定的差距，20世紀(jì)70年代末還主要是原始的直接燃燒方式，80年代初引起各級(jí)政府和有關(guān)部門的重視。“七五”末、“八五”初，林業(yè)部林產(chǎn)化工所、西北農(nóng)業(yè)大學(xué)等高等院校、科研院所和生產(chǎn)部門對(duì)螺桿擠出成型技術(shù)進(jìn)行了較深入的研究并取得了可喜的成果。“八五”期間，作為國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，中國(guó)農(nóng)機(jī)院能源動(dòng)力研究所、中國(guó)林業(yè)科學(xué)院林產(chǎn)化工所、中國(guó)農(nóng)業(yè)工程研究設(shè)計(jì)院等，對(duì)生物質(zhì)沖壓擠壓式壓塊技術(shù)裝置進(jìn)行了攻關(guān)，推進(jìn)了我國(guó)的研究工作。隨著生物質(zhì)致密技術(shù)和炭化技術(shù)的研究成果的出現(xiàn)，我國(guó)生物質(zhì)致密成型產(chǎn)業(yè)也有了一定的發(fā)展。20世紀(jì)90年代以來，我國(guó)部分省市能源部門、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)及個(gè)體生產(chǎn)者積極引進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)辦生產(chǎn)企業(yè)，全國(guó)先后40多個(gè)中小型企業(yè)開展了這方面的工作，并進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
2、生物質(zhì)成型燃料的物理品質(zhì)
由于生物質(zhì)的種類和成分不同，特別是受加工工藝的影響，其成型燃料的品質(zhì)有很大的差異。在生物質(zhì)成型燃料的各種品質(zhì)中，除燃燒特性外，成型塊的物理特性是最重要的品質(zhì)特性，它直接決定了成型塊的使用要求、運(yùn)輸要求和貯藏條件；而松弛密度和耐久性是衡量成型塊物理品質(zhì)特性的兩個(gè)重要指標(biāo)。
2.1松弛密度
壓縮密度是指模內(nèi)物料在最終壓力時(shí)的壓縮密度。生物質(zhì)成型塊在出模后，由于彈性變形和應(yīng)力松弛，其密度逐漸減小，一定時(shí)間后密度趨于穩(wěn)定，此時(shí)成型塊的密度稱為松弛密度。松弛密度是決定成型物理性能和燃燒性能的一個(gè)重要指標(biāo)，它要比模內(nèi)的最終壓縮密度小，通常采用無量綱參數(shù)一松弛比，即模內(nèi)物料的最大壓縮密度與松弛密度的比值描述成型塊的松弛程度。
一般來說，提高成型燃料的松弛密度有兩種途徑：一是采用適宜的壓縮時(shí)間控制成型塊在模具內(nèi)壓縮時(shí)的應(yīng)力松弛和彈性變形，阻止成型出模后壓縮密度的減小趨勢(shì)；二是將生物質(zhì)原料粉碎，盡可能減小粒度，并適當(dāng)提高生物質(zhì)壓縮成型的壓力、溫度或添加粘結(jié)劑，最大限度地降低成型塊內(nèi)部的空隙率，增強(qiáng)結(jié)合力。
2.2耐久性
耐久性反映了成型塊的粘結(jié)性能，它是由成型塊的壓縮條件及松弛密度決定的，耐久性作為表示成型塊品質(zhì)的一個(gè)重要特性，主要體現(xiàn)在成型塊的不同使用性能和貯藏性能方面，而僅僅通過單一的松弛密度無法全面、直接地反映出成型塊在使用方面的差異性。因此，耐久性又具體細(xì)化為抗變形性、抗跌碎性、抗?jié)L碎性、抗?jié)B水性和抗吸濕性等幾項(xiàng)指標(biāo)，通過不同試驗(yàn)方法檢驗(yàn)成型塊粘結(jié)強(qiáng)度的大小，并采用不同的指標(biāo)來表示各項(xiàng)性能。
3、生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)
3.1生物質(zhì)壓縮成型原理
生物質(zhì)含有纖維素、半纖維素和木質(zhì)素（或稱木素）。木素是一類以苯丙烷單體為骨架，具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物，在適當(dāng)溫度下會(huì)軟化，此時(shí)加以一定的壓力可使木素與相鄰顆粒膠接，冷卻后即可壓縮成型。生物質(zhì)致密成型技術(shù)就是利用生物質(zhì)的這種特性，用成型機(jī)將松散的生物質(zhì)原料在高壓條件下，依靠機(jī)械與生物質(zhì)之間及其生物質(zhì)相互之間摩擦產(chǎn)生的熱量或外部加熱，使木素軟化，經(jīng)壓縮成型得到具有一定形狀和規(guī)格的新型燃料。
3.2生物質(zhì)燃料壓縮成型的影響因素
影響生物質(zhì)壓縮成型的主要有：原料種類、含水率、粒度、成型壓力、模具的形狀尺寸、加熱溫度等。這些影響因素在不同的壓縮工藝條件下的表現(xiàn)形式也不盡相同。
3.2.1 原料的種類
不同種類的原料，其壓縮成型特性有很大不同，原料的種類不僅影響成型的質(zhì)量，如密度、強(qiáng)度、熱值等，而且還影響生產(chǎn)效率以及動(dòng)力消耗。
3.2.2原料的粒度
原料的粒度影響成型塊的質(zhì)量，也影響生產(chǎn)效率和動(dòng)力消耗。一般來說，粒度小的原料容易壓縮，粒度大的原料較難壓縮。
3.2.3原料的含水率
原料的含水率過高或過低都不能很好地成型。過高時(shí)，加熱過程中產(chǎn)生的蒸汽不能排出，制品表面非常粗糙；過低時(shí)，成型困難。一般來說，對(duì)于顆粒成型燃料，要求含水率在15%～25%，對(duì)于棒狀成型，要求含水率不大于10%。
3.2.4成型壓力與模具尺寸
成型壓力是生物質(zhì)壓縮成型最基本的條件。只有壓力足夠，原料才能成型，但成型壓力與模具的形狀尺寸有密切關(guān)系。一般來說，壓力較小時(shí)，密度隨壓力增加而增加的幅度較大。當(dāng)壓力增加到一定值以后，成型塊的密度增加變得緩慢。
3.2.5加熱溫度
加熱溫度影響原料的成型，也影響生產(chǎn)效率。一般來說，加熱溫度調(diào)整在150～300℃。溫度過低，不但原料不能成型，而且功耗增加；溫度過高，電機(jī)功耗減小，導(dǎo)致成型壓力減小，成形塊壓縮不實(shí)，密度變小。
3.3成型工藝
根據(jù)主要工藝特征的差別，可以從廣義上將生物質(zhì)壓縮成型工藝劃分為濕壓成型、熱壓成型和炭化成型3種主要形式。。
3.3.1冷壓成型
冷壓成型又稱濕壓成型，常用于含水量較高的原+料。原料在常溫下，浸泡數(shù)日水解處理后，其壓縮成型特性明顯改善，纖維變軟、濕潤(rùn)皺裂并部分降解，易于壓縮成型。
根據(jù)模壓裝置結(jié)構(gòu)，常溫模壓成型又可分為“閉式”和“開式”兩種壓縮成型方法。“閉式”是一個(gè)完全封閉的壓縮系統(tǒng)，壓縮成型后再取出試件；“開式”則是從進(jìn)料口進(jìn)料，然后通過機(jī)械機(jī)構(gòu)如螺旋桿、活塞傳遞碎料，在出口處擠壓成型。當(dāng)然，模壓成型裝置有的安裝加熱裝置即可應(yīng)用于秸稈熱壓成型工藝。
3.3.2熱壓成型
熱壓成型是目前普遍采用的致密成型工藝。其工藝流程為：原料粉碎→干燥→混合→壓縮成型→冷卻→包裝。
這種工藝采用的是在一定溫度條件下將生物質(zhì)原料壓縮成型，根據(jù)熱壓成型過程中，是否將成品燃料炭化，又分為炭化和不炭化成型；根據(jù)原料被加熱的部位的不同，可將這一工藝劃為兩類：一類是原料只在成型部位被加熱，稱“非預(yù)熱熱壓成型工藝；另一類是原料在進(jìn)入壓縮機(jī)構(gòu)之前和在成型部位被分別加熱，稱“預(yù)熱熱壓成型工藝”。
3.3.3炭化成型
根據(jù)工藝流程不同，炭化成型工藝又可分為兩類：一類是先成型后炭化；一類是先炭化后成型。
1)先成型后炭化工藝。工藝流程為：原料一粉碎干燥一成型一炭化一冷卻包裝。先用壓縮成型機(jī)將松散碎細(xì)的植物廢料壓縮成具有一定密度和形狀的燃料棒，然后用炭化爐將燃料棒炭化成木炭。
2)先炭化后成型工藝。工藝流程為：原料→粉碎除雜→炭化→混合粘結(jié)劑→擠壓成型→成品干燥→包裝。先將生物質(zhì)原料炭化成粉粒狀木炭，然后再添加一定量的粘結(jié)劑，用壓縮成型機(jī)擠壓成一定規(guī)格和形狀的成品木炭。
4、存在問題及建議
我國(guó)自20世紀(jì)80年代引進(jìn)生物質(zhì)成型技術(shù)并開始研究開發(fā)，目前已初具規(guī)模。但是，在其推廣應(yīng)用中仍然存在著一系列問題，歸納如下：
1)機(jī)組可靠性較差，易損件使用壽命短，維修和更換不便，導(dǎo)致設(shè)備不能連續(xù)生產(chǎn)，只能斷續(xù)小量生產(chǎn)，影響了產(chǎn)量和效益。因此，應(yīng)從原理和機(jī)理上進(jìn)行突破，研制和開發(fā)新構(gòu)思、新結(jié)構(gòu)的新一代生物質(zhì)致密成型機(jī)。
2)國(guó)內(nèi)的成型設(shè)備生產(chǎn)能力偏低，單位產(chǎn)品能耗過大。從提高生產(chǎn)率和降低能耗來看，應(yīng)加強(qiáng)顆粒成型燃料的研究與開發(fā)力度，使其能夠盡快地進(jìn)入市場(chǎng)。
3)生物質(zhì)能源產(chǎn)品價(jià)格要高于石化能源，大多數(shù)人對(duì)生物質(zhì)顆粒產(chǎn)品具有高能、環(huán)保、使用方便的特性認(rèn)識(shí)不夠，甚至許多用能單位根本不知道生物質(zhì)顆粒產(chǎn)品，更談不上認(rèn)識(shí)和應(yīng)用。因此，需要政府對(duì)生物質(zhì)顆粒產(chǎn)品進(jìn)行大力宣傳及推廣，富通新能源生產(chǎn)銷售的環(huán)模
木屑顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)是客戶們壓制顆粒狀和塊狀顆粒燃料不錯(cuò)的選擇。
