1.4.1生物質致密成型理論研究現狀
20世紀初，生物質顆粒燃料致密成型燃料技術開始有了發展，美國人對其成型機理進行探討研製出了螺旋擠壓式成型機。20世紀50年代日本引進國外成型技術，經過研究改進後，製造出了棒狀燃料成型機，並應用於生產發展成日本致密成型燃料工業體係。到了80年代，日本對生物質致密成型技術進行了研討，對成型機擠壓模模具的尺寸與結構、壓縮時的溫度、壓縮物料的含水率、原料的尺寸大小以及壓縮過程中的能耗等進行了實驗研究，大大改進了致密成型設備。1984年日本的成型燃料生產廠家達172家，生物質成型燃料生產總量達2.6x 105噸。
德國的Rumpf針對不同材料的擠壓致密成型，研究了成型產品內部的粘結方式和粘結力類型並進行了分類；在對生物質致密成型燃料的研究中J.A.Lindley認為，雖然成型顆粒燃料的密度和強度受溫度、壓力、含水量、添加劑等因素影響，但是生物質成型燃料內部的成型機製都可以用粘結力和粘結類型來解釋。國內盛奎川、吳(wu)傑(jie)等(deng)人(ren)對(dui)生(sheng)物(wu)質(zhi)秸(jie)稈(gan)原(yuan)料(liao)在(zai)擠(ji)壓(ya)成(cheng)型(xing)模(mo)具(ju)內(nei)的(de)流(liu)變(bian)規(gui)律(lv)以(yi)及(ji)受(shou)力(li)進(jin)行(xing)了(le)試(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu)，並(bing)對(dui)玉(yu)米(mi)秸(jie)稈(gan)粉(fen)粒(li)體(ti)的(de)致(zhi)密(mi)成(cheng)型(xing)過(guo)程(cheng)從(cong)微(wei)觀(guan)的(de)角(jiao)度(du)進(jin)行(xing)了(le)粒(li)子(zi)結(jie)構(gou)的(de)分(fen)析(xi)。
我國於20世紀80年nian代dai開kai始shi發fa展zhan致zhi密mi成cheng型xing燃ran料liao技ji術shu，當dang時shi主zhu要yao從cong國guo外wai引yin進jin致zhi密mi成cheng型xing設she備bei和he技ji術shu。隨sui後hou，我wo國guo研yan究jiu人ren員yuan針zhen對dui國guo內nei現xian狀zhuang，采cai納na國guo外wai先xian進jin技ji術shu，對dui致zhi密mi成cheng型xing技ji術shu進jin行xing探tan討tao研yan究jiu，使shi致zhi密mi成cheng型xing燃ran料liao技ji術shu得de到dao更geng快kuai的de發fa展zhan。
董玉平、申(shen)樹(shu)雲(yun)等(deng)人(ren)通(tong)過(guo)對(dui)生(sheng)物(wu)質(zhi)原(yuan)料(liao)在(zai)致(zhi)密(mi)成(cheng)型(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)變(bian)形(xing)情(qing)況(kuang)分(fen)析(xi)，推(tui)導(dao)了(le)在(zai)複(fu)雜(za)應(ying)力(li)狀(zhuang)態(tai)下(xia)環(huan)模(mo)的(de)彈(dan)塑(su)性(xing)本(ben)構(gou)方(fang)程(cheng)，同(tong)時(shi)考(kao)慮(lv)了(le)環(huan)模(mo)的(de)熱(re)應(ying)變(bian)及(ji)彈(dan)、塑性應變等影響因素。
薑洋研究了影響成型燃料密度的三個因素，環模壓縮比、生物質原料種類和原料含水率。給出了致密成型過程中原料含水率、玉米秸稈尺寸、壓力與成型產品密度之間的關係，總結了在較低能耗情況下的致密成型燃料成型條件。
趙東用計算機對生物質原料在杯型模具成型過程進行了模擬。該文通過ANSYS有you限xian元yuan程cheng序xu分fen析xi了le生sheng物wu質zhi物wu料liao擠ji壓ya模mo具ju時shi的de狀zhuang態tai，得de到dao摩mo擦ca力li一yi位wei移yi關guan係xi，確que定ding了le物wu料liao在zai模mo具ju中zhong的de流liu變bian規gui律lv以yi及ji模mo具ju的de應ying變bian分fen布bu，並bing探tan討tao了le模mo具ju錐zhui度du、摩擦係數等因素對物料擠壓成型的影響。
回(hui)彩(cai)娟(juan)分(fen)析(xi)了(le)不(bu)同(tong)生(sheng)物(wu)質(zhi)原(yuan)料(liao)的(de)常(chang)溫(wen)高(gao)壓(ya)成(cheng)型(xing)壓(ya)塊(kuai)密(mi)度(du)對(dui)抗(kang)滲(shen)水(shui)性(xing)的(de)影(ying)響(xiang)，總(zong)結(jie)出(chu)了(le)成(cheng)型(xing)壓(ya)力(li)與(yu)成(cheng)形(xing)塊(kuai)的(de)承(cheng)載(zai)能(neng)力(li)的(de)關(guan)係(xi)。應(ying)用(yong)非(fei)線(xian)性(xing)彈(dan)塑(su)性(xing)理(li)論(lun)，建(jian)立(li)本(ben)構(gou)方(fang)程(cheng)，對(dui)生(sheng)物(wu)質(zhi)常(chang)溫(wen)高(gao)壓(ya)致(zhi)密(mi)成(cheng)型(xing)機(ji)理(li)進(jin)行(xing)研(yan)究(jiu)。
盛奎川對碎棉花秸稈進行致密成型試驗。試驗研究了壓力、mianhuajieganchicunhewendusangeyinsuduiyakuaijigongzuoxiaolvyijichengxingsongchikuaimidudeyingxiang，dedaolezaichushimiduheyalixiangtongdetiaojianxia，changwenyasuobigaowenyasuodesongchibida，zaichushimiduhewenduxiangtongtiaojianxia，yalizengda，songchibixiangyingjianxiao。
恩和對環模粗飼料壓塊機行了分析研究，介紹了壓塊機的工作原理，研究了環模的開孔率、環模的轉速、壓輪直徑、環模的直徑等對壓塊的成型率、成型壓力的形成、產品密度的影響，給出了環模轉速與成型率、成型孔的長度與密度、成型壓力與密度之間的關係。
1.4.2-生物質致密成型技術研究現狀
1)致密成型方式
致密成型方式可根據有沒有堵頭分為“開式”壓縮和“閉式”壓縮。“開式”yasuoshizhijiangwuliaolianxubuduandeweirumeiyoudutoudemojuneijinxingyasuo，tashiyigelianxudeguocheng，shikefuwuliaoyumojuzhijianmocazulixia，bawuliaojichubingchengxingdeguocheng。zaiyasuoguochengzhong，meijiayiciwuliaodouyingxiangdaoqianmiandewuliaodejiya，qichengxingzulizhuyaoshimojubiyuwuliaozhijiandemocazuli、變形阻力及物料之間的相對移動等。由於開式模具沒有堵頭，成型阻力與閉式壓縮差異較大。“閉式”壓ya縮suo是shi指zhi將jiang物wu料liao放fang入ru有you封feng閉bi堵du頭tou的de模mo具ju內nei的de進jin行xing致zhi密mi成cheng型xing，達da到dao一yi定ding密mi度du後hou取qu出chu，每mei壓ya完wan一yi次ci物wu料liao都dou得de拿na出chu來lai成cheng品pin，然ran後hou裝zhuang入ru新xin物wu料liao進jin行xing再zai次ci壓ya縮suo，致zhi密mi成cheng型xing後hou的de產chan品pin在zai模mo具ju內nei不bu移yi動dong，這zhe個ge過guo程cheng是shi不bu連lian續xu的de。每mei次ci擠ji壓ya過guo程cheng互hu不bu影ying響xiang，每mei次ci的de成cheng型xing產chan品pin質zhi量liang也ye不bu一yi，成cheng型xing阻zu力li主zhu要yao來lai自zi於yu模mo具ju壁bi與yu物wu料liao之zhi間jian的de摩mo擦ca阻zu力li、變形阻力、模具堵頭阻力及物料之間的相互移動等。目前，國內主要進行“開式”壓縮致密成型技術研究，旨在探索一般工程應用的壓縮致密成型規律。“開式”壓縮和“閉式”壓縮的方式有所不同，但都對致密成型技術的進一步提高起到推進作用。
2)致密成型工藝
生物質秸稈致密成型工藝可分為不同的類型，根據對原料是否預處理可分為濕壓成型和幹態成型；genjuduiwuliaoshifoujiarekefenweireyachengxinghechangwenyasuochengxing。jiumuqianeryan，woguoyingyongbijiaoguangfandeshengwuzhizhimichengxinggongyizhuyaofenweichangwenyasuochengxinghereyachengxingliangzhongfangshi。
①常溫壓縮成型
生sheng物wu質zhi秸jie稈gan常chang溫wen壓ya縮suo成cheng型xing工gong藝yi是shi指zhi，在zai常chang溫wen下xia將jiang粉fen碎sui後hou的de生sheng物wu質zhi秸jie稈gan原yuan料liao利li用yong壓ya塊kuai成cheng型xing機ji擠ji壓ya成cheng塊kuai狀zhuang成cheng型xing燃ran料liao的de過guo程cheng。其qi成cheng型xing機ji理li是shi在zai一yi定ding原yuan料liao含han水shui率lv和he壓ya力li條tiao件jian下xia，靠kao物wu料liao與yu模mo具ju之zhi間jian的de摩mo擦ca熱re使shi物wu料liao中zhong的de木mu質zhi素su軟ruan化hua和he粘zhan合he，進jin而er致zhi密mi成cheng型xing。
②熱壓成型
熱壓成型工藝主要包括原料粉碎、加熱物料（模具）、壓ya縮suo致zhi密mi成cheng型xing三san個ge過guo程cheng。它ta分fen為wei兩liang種zhong成cheng型xing方fang式shi，非fei預yu熱re熱re壓ya成cheng型xing和he預yu熱re熱re壓ya成cheng型xing。非fei預yu熱re熱re壓ya成cheng型xing是shi給gei模mo具ju外wai部bu加jia熱re，通tong過guo模mo具ju將jiang熱re量liang傳chuan遞di給gei物wu料liao，使shi物wu料liao溫wen度du升sheng高gao；預熱熱壓成型是原料進入成型機模具之前經過預熱處理。
3)致密成型設備
目前，生物質致密成型設備有很多不足之處，比如對物料的適應性差，能耗大等，有待於對其進行工藝參數的優化和結構改進。
我國應用的秸稈致密成型設備主要有螺旋擠壓式、活塞衝壓式和壓輥式成型機三種。
①螺旋擠壓式成型機是研發應用最早的成型機，成型部件結構簡圖如圖1.2所示。它是靠外部電阻絲加熱，維持成型套筒溫度在150～300℃之zhi間jian，由you於yu熱re量liang傳chuan遞di以yi致zhi生sheng物wu質zhi中zhong纖xian維wei素su和he木mu質zhi素su軟ruan化hua，能neng夠gou使shi生sheng物wu質zhi很hen好hao的de粘zhan結jie在zai一yi起qi。物wu料liao經jing過guo螺luo杆gan擠ji壓ya推tui進jin，進jin而er致zhi密mi為wei成cheng型xing燃ran料liao。螺luo旋xuan擠ji壓ya式shi成cheng型xing機ji具ju有you運yun行xing穩wen定ding、成型燃料燃燒值高、可連續生產等優點，但是它在致密成型過程中對物料的尺寸大小、物料的，含水率以及螺杆的推進速度要求比較嚴格，成型工藝不好控製；還有就是單位生產率相對較低，單位產品能耗高，並且成型部件螺杆磨損嚴重，使用壽命短。
②活塞衝壓式成型機如圖1-3所suo示shi。它ta主zhu要yao有you部bu件jian活huo塞sai和he套tao筒tong，根gen據ju驅qu動dong力li的de不bu同tong分fen為wei液ye壓ya式shi成cheng型xing機ji和he機ji械xie式shi成cheng型xing機ji。活huo塞sai衝chong壓ya式shi成cheng型xing機ji主zhu要yao用yong於yu生sheng產chan棒bang狀zhuang或huo塊kuai狀zhuang成cheng型xing品pin，主zhu要yao靠kao摩mo擦ca生sheng熱re，一yi般ban不bu需xu要yao外wai部bu加jia熱re，這zhe種zhong機ji型xing是shi靠kao活huo塞sai的de運yun動dong擠ji壓ya使shi物wu料liao致zhi密mi成cheng型xing。在zai實shi際ji的de生sheng產chan中zhong主zhu要yao用yong的de是shi液ye壓ya式shi活huo塞sai衝chong壓ya成cheng型xing機ji，靠kao液ye壓ya油you缸gang提ti供gong動dong力li使shi物wu料liao致zhi密mi成cheng型xing。它ta有you使shi用yong壽shou命ming長chang、能耗低等優點，但也存在機器噪音大、運行穩定性差、潤滑油汙染嚴重等缺點。
③壓輥式成型機。分為平模成型機如下圖14所示和環模成型機如下圖1-5所不。
壓ya輥gun式shi壓ya塊kuai成cheng型xing機ji的de主zhu要yao由you壓ya輪lun和he壓ya模mo組zu成cheng。壓ya模mo上shang設she計ji有you成cheng型xing孔kong，是shi被bei擠ji壓ya物wu料liao成cheng型xing的de模mo具ju，壓ya輪lun外wai周zhou表biao麵mian加jia工gong比bi較jiao粗cu糙cao，以yi增zeng加jia摩mo擦ca力li便bian於yu將jiang物wu料liao壓ya入ru模mo孔kong，壓ya輪lun可ke繞rao自zi己ji的de軸zhou轉zhuan動dong。
壓輥式壓塊機的工作原理是：物wu料liao在zai壓ya輪lun的de作zuo用yong下xia，被bei擠ji入ru成cheng型xing孔kong內nei克ke服fu物wu料liao和he模mo孔kong壁bi之zhi間jian的de摩mo擦ca阻zu力li，然ran後hou被bei擠ji出chu成cheng型xing，受shou重zhong力li的de影ying響xiang，壓ya出chu的de成cheng型xing燃ran料liao自zi動dong斷duan裂lie。壓ya輥gun式shi壓ya塊kuai成cheng型xing機ji按an照zhao結jie構gou不bu同tong，可ke分fen為wei平ping模mo式shi壓ya塊kuai機ji和he環huan模mo式shi壓ya塊kuai機ji。由you於yu壓ya輥gun式shi成cheng型xing機ji能neng耗hao低di、產量大、適應性強、產品質量高等優點，在實際生產中被大量的采用。
我國學者對壓塊機在生產過程中出現的問題進行了探討和分析，改進了設備的關鍵部件，研究並開發了適合我國使用的致密成型設備。
遼寧省能源研究所、中國農機院能源動力所、江蘇東海縣糧食機械廠、河北正定常宏木炭設備製造廠等10餘家單位研究和開發了生物質成型燃料設備。
三門峽富通新能源生產銷售的顆粒機、秸稈壓塊機、飼料顆粒機等生物質燃料飼料成型機械設備，同時我們還有大量的生物質顆粒燃料出售。
