生物質(zhì)燃料擠壓成型機(jī)我們俗稱顆粒機(jī)、生物質(zhì)顆粒機(jī)。
隨著農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的廢棄物在不斷增加。
我省年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈、柴草、麻屑及稻殼等農(nóng)業(yè)廢料約3800萬噸，實(shí)際消耗量為2200萬噸，僅占57.8%，其余大部分腐爛廢棄，造成對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染和生物質(zhì)資源的浪費(fèi)。
目前，利用我省的農(nóng)業(yè)資源優(yōu)勢，把農(nóng)業(yè)廢料加工成生物炭已成為一個新型產(chǎn)業(yè)，該項(xiàng)設(shè)備技術(shù)成熟，是當(dāng)前鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)投資建設(shè)的首選項(xiàng)目之一。1、生物質(zhì)物料熱壓成型的工藝條件
農(nóng)業(yè)及林業(yè)廢料的粉粒料熱壓前的預(yù)處理物料徑度(2MM、長度(15～20) MM，含水率<15%。
欲使松散的生物質(zhì)物料在不加任何粘舍劑的情況下，通過成型機(jī)熱成型是一定的工藝條件下實(shí)現(xiàn)的。即需要足夠的壓力、溫度和過程的時間，以及這些參數(shù)的合理匹配。否則就不能成型，既或能夠成型，其制品質(zhì)量也難以保證。
1.1壓力
旋轉(zhuǎn)的擠壓螺桿不斷地把料向前輸送，推進(jìn)和壓縮，因而在螺紋槽內(nèi)，螺桿與筒壁以推進(jìn)面上形成較大的壓力，此壓力的大小取決于螺桿付的幾何尺寸，物料間的磨擦性和轉(zhuǎn)速大小。用傳統(tǒng)的Dannell和Mol公式計算有較大的誤差。故實(shí)測。
測試議器- YD-15動態(tài)應(yīng)變儀；
BY-2317電屏記錄儀；
壓力及扭矩傳感器等。
測試條件：物料—鋸木屑；
含水率：15%；
螺桿轉(zhuǎn)數(shù)：310r/min;
加熱溫度：288℃；
螺桿導(dǎo)程36mm，外徑57mm。測試結(jié)果：扭矩T=313NM；
軸向壓力：P= 26.73Mpa。
結(jié)果表明：若壓力P小于26.73Mpa時，物料不能順利成型，此為給定條件下的成型壓力。
1.2溫度
生物質(zhì)物料在擠壓、剪切、摩擦的作用下產(chǎn)生部分內(nèi)熱，但這部分熱能使物料產(chǎn)生的溫度不足以使生物質(zhì)物料中的木質(zhì)索軟化及熔融，故必須外加熱能進(jìn)行補(bǔ)償。成型套筒是電熱元件，生產(chǎn)中，我們采用遠(yuǎn)紅外技術(shù)加熱成型套筒，成型套筒又將熱量傳導(dǎo)給物料，使物料升溫，但又不能過熱，最佳成型溫度，應(yīng)控制在140～180℃，加料時，要求均勻，否則將氧化影響制品表面質(zhì)量。
我們在試驗(yàn)研究中，采用遠(yuǎn)紅外加熱器，減少熱損，提高熱效率，明顯的節(jié)能（約5090）。在研制的雙螺桿擠壓成型機(jī)中只需要4KW的加熱功率。
1.3擠壓過程滯留的時間
物料受到強(qiáng)大的擠壓力實(shí)擠出后，發(fā)生變形，因而在成型物料內(nèi)部殘留很大的內(nèi)應(yīng)力，由于內(nèi)應(yīng)力的作用，成型物料在出口處將要迅速發(fā)生膨脹，不成型嚴(yán)重時“放炮”，水氣連同物料一同迅速排出。為消除這種現(xiàn)象，需要將物料中殘存的內(nèi)應(yīng)力消退，解決的辦法，除在螺桿導(dǎo)向錐體上開有兩個對稱的排氣槽之外，要求一定的滯留時間。這是保證成型的重要條件之一。
一般說，這個滯留時間不少于30秒，當(dāng)加熱
溫度增高時，時間還可以短些。
2、物質(zhì)固化制品的應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)性分析
2.1生物質(zhì)固體燃料
生物質(zhì)固體燃料熱值：14.7 - 16.75MJ/KC與中質(zhì)煤相當(dāng)( 16.75 - 18MJ/KG)，其密度為：1.2 -1,49g/cm3，且燃燒性能好，成型時調(diào)整了水分及形狀便于使用，燃燒溫度高，貯運(yùn)方便，含硫少，灰分小，用途廣泛：工業(yè)鍋爐、農(nóng)村暖房、三坊、棚室、糧食烘干，加工生物炭。
2,2生物炭
用生物質(zhì)固體燃料進(jìn)行高溫?zé)峤獾漠a(chǎn)物。熱解過程中副產(chǎn)品有——尾氣（一氧化碳、氫、氮、甲烷等混合氣）；化工產(chǎn)品——醋酸、甲醇、丙銅、焦油。用途：特種燃料、冶煉用的覆蓋劑、燒烤食品、加工活性炭。
我省尚志用硬雜木屑生產(chǎn)出的機(jī)制木炭，經(jīng)東北煤炭管理局檢測中心測試，熱值達(dá)7020千卡／公斤。其他各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了國家要求的標(biāo)準(zhǔn)，該產(chǎn)品主要用于燒烤食品涮火鍋及串烤羊肉等，在省內(nèi)外市場暢銷，供不應(yīng)求。
尚志市生物炭廠是國家農(nóng)村能源貸款貼息單位，該廠已形成產(chǎn)供銷一條龍的企業(yè)，具有一定生產(chǎn)規(guī)模，年生產(chǎn)值物炭制品500噸。據(jù)調(diào)查，現(xiàn)在廠內(nèi)售價已達(dá)2000元／噸，產(chǎn)值100萬元／年。實(shí)際生產(chǎn)成本：（原料費(fèi)，折舊費(fèi)，電費(fèi)、工資、管理費(fèi)等）1200元／噸，每噸獲利800元，年獲利潤80萬元。平均每人所創(chuàng)利潤2萬元，如果，進(jìn)行深加工、產(chǎn)品出口創(chuàng)匯經(jīng)濟(jì)效益將會更加可觀。
2.3尾氣
生物質(zhì)固體燃料在炭化過程中，排放出的氣體稱尾氣。炭：固= 1:2.5 - 3,0(體積比)
尾氣中一部分是不凝氣體，可直接做為燃料；一部分則是重要的化工原料。尾氣的利用對于生物質(zhì)在炭化過程中有一定重要作用，它不僅有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，而且，對設(shè)備的壽命也有一定影響，應(yīng)引起廣泛的重視。
3、結(jié)論
(1)“遠(yuǎn)紅外加熱雙螺桿式擠壓成型機(jī)”的研制成功及對成型機(jī)機(jī)理的探索，改變了單一的機(jī)型和解決了擠壓部件磨損嚴(yán)重，能耗高生產(chǎn)率低的弊端。該技術(shù)推廣應(yīng)用對開發(fā)利用生物質(zhì)能有積極推動作用。
(2)擠壓成型機(jī)在擠壓過程中，對物料的干濕度要求界限很小，一般限制在15%以下的含水率，這對條件較差的企業(yè)，烘干有一定的難度。如果采取一定技術(shù)措施可將物料的含水率提高到20%以上，這樣大大提高生產(chǎn)力。
(3)由于擠壓成型匹配的不合理，制品的密度強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，炭化出的制品不過關(guān)，導(dǎo)致產(chǎn)品不能出口創(chuàng)匯，有的企業(yè)積壓，最后停產(chǎn)。如果利用本項(xiàng)研究技術(shù)，可使擠壓成型的密度和強(qiáng)度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，炭化制品達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)。
(4)本項(xiàng)研究尚有不足之處，希望得到有關(guān)單位通力合作，使我省生物質(zhì)能的開發(fā)利用取得更大的進(jìn)展。
