目前，我國生物質成型技術已取得了很大進展，但是仍存在著單位產量能耗大、設備可靠性差等缺點。本文主要研究了生物質成型的各種工藝參數，為延長生物質成型設備使用壽命，降低能源消耗提供參考。
富通新能源生產銷售秸稈顆粒機、秸稈壓塊機等生物質燃料成型機械設備。
1、生物質壓縮成型技術
1.1生物質成型原理
植物細胞中含有纖維素、半纖維素和一定量的木質索。其中具有一定含水率的纖維素在力的作用下可以形成一定的形狀，而木質素具有膠黏作用。當溫度達到70~100℃時，木質素開始軟化，並有一定的黏度，當達到200~300℃時(shi)，呈(cheng)熔(rong)融(rong)狀(zhuang)，黏(nian)度(du)變(bian)高(gao)，此(ci)時(shi)若(ruo)施(shi)加(jia)一(yi)定(ding)的(de)外(wai)力(li)，可(ke)使(shi)它(ta)與(yu)因(yin)受(shou)熱(re)分(fen)子(zi)團(tuan)變(bian)形(xing)的(de)纖(xian)維(wei)素(su)緊(jin)密(mi)粘(zhan)結(jie)，並(bing)與(yu)相(xiang)鄰(lin)顆(ke)粒(li)互(hu)相(xiang)膠(jiao)接(jie)，使(shi)體(ti)積(ji)變(bian)小(xiao)，密(mi)度(du)增(zeng)大(da)，取(qu)消(xiao)外(wai)力(li)後(hou)，由(you)於(yu)非(fei)彈(dan)性(xing)或(huo)粘(zhan)彈(dan)性(xing)的(de)纖(xian)維(wei)分(fen)子(zi)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)纏(chan)繞(rao)和(he)絞(jiao)合(he)，其(qi)仍(reng)能(neng)保(bao)持(chi)給(gei)定(ding)形(xing)狀(zhuang)，冷(leng)卻(que)後(hou)強(qiang)度(du)進(jin)一(yi)步(bu)增(zeng)加(jia)，成(cheng)為(wei)成(cheng)型(xing)燃(ran)料(liao)。
1.2影響生物質成型的因素
影響生物質燃料壓縮成型的因素很多，主要有生物原料本身（包括原料種類、粒度、含水率等）、成型壓力、成型溫度、成型模具形狀及尺寸、壓縮方式、成型工藝、成型過程的滯留時間、粘結劑等。
youyushengwuzhicailiaodezhongleihechengfenbutong，shouyasuofangshiheyasuotiaojiandeyingxiang，chengxingranliaodepinzhitexingcunzaijiaodachayi。shengwuzhichengxingranliaodepinzhitexingzhuyaoyouranshaotexinghewulitexing，wulipinzhitexingzhijiejuedinglechengxingkuaideshiyongyaoqiu、運輸要求和貯藏條件。
1.2.1生物質原料生物質原料具有流動性差、相互牽連力大的特性，是成型喂入和壓縮的瓶頸。對於不同的原料、不同的含水率、不同的粒度，壓縮特性有很大的差異，並對成型過程和產品質量有很大的影響。
1.2.1.1原(yuan)料(liao)種(zhong)類(lei)不(bu)同(tong)種(zhong)類(lei)的(de)原(yuan)料(liao)，其(qi)壓(ya)縮(suo)成(cheng)型(xing)特(te)性(xing)有(you)很(hen)大(da)差(cha)異(yi)。一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)木(mu)材(cai)較(jiao)難(nan)壓(ya)縮(suo)，而(er)纖(xian)維(wei)狀(zhuang)植(zhi)物(wu)秸(jie)稈(gan)等(deng)容(rong)易(yi)壓(ya)縮(suo)。在(zai)冷(leng)壓(ya)條(tiao)件(jian)下(xia)，較(jiao)難(nan)壓(ya)縮(suo)的(de)原(yuan)料(liao)不(bu)易(yi)成(cheng)型(xing)，易(yi)壓(ya)縮(suo)的(de)原(yuan)料(liao)則(ze)較(jiao)易(yi)成(cheng)型(xing)。在(zai)熱(re)壓(ya)條(tiao)件(jian)下(xia)，像(xiang)木(mu)材(cai)等(deng)雖(sui)然(ran)難(nan)於(yu)壓(ya)縮(suo)，但(dan)其(qi)纖(xian)維(wei)素(su)含(han)量(liang)高(gao)，在(zai)高(gao)溫(wen)條(tiao)件(jian)下(xia)反(fan)而(er)易(yi)成(cheng)型(xing)，而(er)植(zhi)物(wu)秸(jie)稈(gan)等(deng)則(ze)不(bu)易(yi)成(cheng)型(xing)。木(mu)質(zhi)素(su)含(han)量(liang)高(gao)的(de)農(nong)作(zuo)物(wu)秸(jie)稈(gan)和(he)林(lin)業(ye)廢(fei)棄(qi)物(wu)非(fei)常(chang)適(shi)合(he)熱(re)壓(ya)成(cheng)型(xing)。生(sheng)物(wu)質(zhi)內(nei)纖(xian)維(wei)素(su)含(han)量(liang)決(jue)定(ding)了(le)其(qi)成(cheng)型(xing)的(de)難(nan)易(yi)程(cheng)度(du)。
1.2.1.2原yuan料liao粒li度du原yuan料liao的de粒li度du影ying響xiang壓ya縮suo成cheng型xing塊kuai的de質zhi量liang，也ye影ying響xiang生sheng產chan效xiao率lv和he能neng量liang消xiao耗hao。一yi般ban來lai說shuo，粒li度du小xiao的de原yuan料liao容rong易yi被bei壓ya縮suo，粒li度du大da的de原yuan料liao較jiao難nan被bei壓ya縮suo。並bing且qie在zai相xiang同tong的de成cheng型xing壓ya力li下xia，原yuan料liao粒li度du越yue小xiao，成cheng型xing後hou的de燃ran料liao密mi度du越yue大da，成cheng型xing效xiao果guo越yue好hao；原料粒度較大時，成型機不能有效地工作，使能耗大，產量小。
一般高壓設備(1000~1500 bar)的顆粒可以適當大些，10 mm左右為好；中、低壓設備的顆粒應小些，但螺旋式設備的要求不能小於2 mm，否則影響密度和生產率。木屑、稻殼等由於粒度細小，篩除雜物即可直接使用，秸稈、麥秸需經專用設備粉碎，一般至粒度在10 mm以下。
1.2.1.3原(yuan)料(liao)含(han)水(shui)率(lv)水(shui)分(fen)是(shi)原(yuan)料(liao)中(zhong)最(zui)好(hao)的(de)傳(chuan)熱(re)介(jie)質(zhi)，可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)成(cheng)型(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)木(mu)質(zhi)素(su)軟(ruan)化(hua)和(he)液(ye)化(hua)的(de)溫(wen)度(du)，提(ti)高(gao)成(cheng)型(xing)物(wu)料(liao)的(de)表(biao)觀(guan)導(dao)熱(re)係(xi)數(shu)，均(jun)勻(yun)成(cheng)型(xing)物(wu)料(liao)的(de)溫(wen)度(du)場(chang)。但(dan)當(dang)水(shui)分(fen)含(han)量(liang)過(guo)高(gao)，加(jia)熱(re)過(guo)程(cheng)產(chan)生(sheng)的(de)蒸(zheng)汽(qi)不(bu)能(neng)從(cong)成(cheng)型(xing)燃(ran)料(liao)中(zhong)心(xin)孔(kong)排(pai)出(chu)，會(hui)造(zao)成(cheng)燃(ran)料(liao)開(kai)裂(lie)，表(biao)麵(mian)粗(cu)糙(cao)，甚(shen)至(zhi)產(chan)生(sheng)爆(bao)鳴(ming)等(deng)現(xian)象(xiang)；而水分含量太低時，不利於木質素的塑化和熱量的傳遞，則成型困難。一般要求原料的含水率在15%~25%左右；對於棒狀成型燃料，要求原料的含水率不大於10%左右。活塞式成型機因其加工過程是間斷式的，因此可以適當高些，為16%～20%。
1.2.2成型溫度加熱使生物質物料達到一定的溫度，其主要作用為：①使生物質中的木質素軟化、熔融而成為粘結劑；②使所壓縮燃料的外表層炭化，減少擠壓動力消耗：③提供物料分子結構變化所需的能量。對於熱壓成型機，一般溫度控製在150~ 300℃之間比較適宜，溫度過高，可使其水分氣化，揮發分大量釋放，導致成型物料疏鬆斷裂，成型失敗。
1.2.3成型壓力與模具類型成型壓力是生物質原料固化成型的最基本條件。對生物質原料施加壓力的主要目的是：①破壞物料原來的物相結構，組成新的物相結構；②加強分子間的作用力，使物料變得致密均實；③為(wei)物(wu)料(liao)在(zai)模(mo)內(nei)成(cheng)型(xing)及(ji)推(tui)進(jin)提(ti)供(gong)動(dong)力(li)。隨(sui)著(zhe)成(cheng)型(xing)壓(ya)力(li)的(de)增(zeng)大(da)，成(cheng)型(xing)塊(kuai)物(wu)質(zhi)的(de)結(jie)合(he)力(li)增(zeng)大(da)，結(jie)合(he)強(qiang)度(du)提(ti)高(gao)，致(zhi)密(mi)度(du)大(da)。同(tong)時(shi)，考(kao)慮(lv)成(cheng)型(xing)壓(ya)力(li)過(guo)大(da)對(dui)設(she)備(bei)的(de)要(yao)求(qiu)相(xiang)應(ying)提(ti)高(gao)，而(er)對(dui)提(ti)高(gao)成(cheng)型(xing)塊(kuai)性(xing)能(neng)不(bu)明(ming)顯(xian)，易(yi)造(zao)成(cheng)能(neng)源(yuan)浪(lang)費(fei)，選(xuan)取(qu)成(cheng)型(xing)壓(ya)力(li)為(wei)60一90 MPa較為經濟適宜。
1.2.3.1模具尺寸“成型模”shishengwuzhichengxingdeguanjianbujian，mojudexingzhuangchicunyuchengxingyaliyoumiqieguanxi。yinweidaduoshuchengxingjidoucaiqujiyachengxingdefangshi，jiyuanliaocongchengxingmojudeyiduanlianxuyaru，youconglingyiduanlianxujichu，zheshiyuanliaojiyasuoxuyaodechengxingyaliyurongqineibimianmocalixiangpingheng，ermocalidedaxiaoyumojudexingzhuangchicunyouzhijieguanxi
1.2.3,2環(huan)模(mo)壓(ya)縮(suo)比(bi)環(huan)模(mo)壓(ya)縮(suo)比(bi)的(de)大(da)小(xiao)決(jue)定(ding)了(le)成(cheng)型(xing)壓(ya)力(li)的(de)大(da)小(xiao)。植(zhi)物(wu)秸(jie)稈(gan)等(deng)原(yuan)料(liao)的(de)纖(xian)維(wei)素(su)含(han)量(liang)少(shao)，受(shou)到(dao)外(wai)力(li)擠(ji)壓(ya)時(shi)易(yi)發(fa)生(sheng)形(xing)變(bian)，因(yin)此(ci)成(cheng)型(xing)時(shi)所(suo)需(xu)的(de)環(huan)模(mo)壓(ya)縮(suo)比(bi)小(xiao)，即(ji)成(cheng)型(xing)壓(ya)力(li)較(jiao)小(xiao)；jumodengdexianweisuhanlianggao，chenglishisuoxudehuanmoyasuobida，jichengxingyalijiaoda。yiner，yongbutongshengwuzhiyuanliaoshengchanchengxingkeliranliao，yingcaiyongbutongdehuanmoyasuobi。zhiwujiegandengdeyasuobizai9~ 12之間，木屑廢料等的壓縮比在5~9之間。
1.2.4chengxingguochengdezhiliushijianchengxingwuliaoxingzhuangbaochibubianhou，qizaimojuneisuoshoudeyayinglisuishijiandezengjiaerzhujianjianxiao。yinci，bixuyouyidingdezhiliushijian，yibaozhengchengxingwuliaozhongdeyinglichongfensongchi，fangzhijiyachumohouchanshengguodadepengzhang，yekeshiwuliaoyoujiaochangshijianjinxingrejiaohuan。
1.2.5添加劑 生物質在成型的過程中加入添加劑，以增加成型時的粘結力，減少動力輸入，同時研究也發現一些添加劑還能阻止燃料燃燒時結渣。S．P．Bhattaeharya研究表明，使用添加劑（如石英砂、石膏、膨潤土或粉煤灰等）能neng有you效xiao阻zu止zhi生sheng物wu質zhi灰hui結jie渣zha。相xiang對dui而er言yan石shi膏gao和he磷lin酸suan氫qing鈣gai的de抗kang結jie渣zha特te性xing較jiao差cha，膨peng潤run土tu的de抗kang結jie渣zha特te性xing較jiao好hao，但dan是shi價jia格ge較jiao為wei昂ang貴gui。添tian加jia劑ji一yi般ban都dou在zai予yu壓ya前qian輸shu送song過guo程cheng中zhong加jia入ru，便bian於yu攪jiao拌ban，在zai加jia入ru時shi一yi定ding注zhu意yi均jun勻yun度du，防fang止zhi因yin比bi重zhong不bu同tong造zao成cheng不bu均jun勻yun聚ju結jie。
2、生物質壓縮成型的工藝參數
2.1 生物質壓縮成型工藝
按成型加壓的方法不同來區分，技術較成熟、應用較多的技術有輥模擠壓式、活塞衝壓式、螺旋擠壓式等3種。根據主要r芝特征的差別，國內外生產壓縮燃料的丁藝大致可劃分為冷壓成型、熱壓成型和碳化成型3種主要形式。
2.1.1冷壓成型工藝冷壓成型技術減少了原料烘幹、成型時加熱和降溫等3道工序，可節約能耗44%~ 67%。該成型方式原料最大含水率可達22%左右，但是由於原料沒有加熱軟化，成型時所需壓力較加熱成型大。
輥模擠壓式成型機屬於冷壓成型工藝，一般不需要外部加熱，對原料含水率要求較寬，一般在10%~ 40%之間，其中最佳成型條件為18%左右；原料粒度要求小於10 mm；成型壓力相對較大，在20~ 50 MPa之間。平模擠壓成型機在壓製纖維性物料時，原料水分在15%~ 25%(最佳18%左右)之間，一般不需要對原料進行幹燥。
2.1.2熱壓成型工藝熱壓成型工藝是目前普遍采用的生物質壓縮成型工藝，成型時加熱溫度通常調整為150~ 300℃之間，含水率一般控製在8%~12%之間。
活塞衝壓式成型機：設備允許物料水分含量在20%左右，其中液壓驅動活塞式成型機要求水分在12%以內，成型溫度為160~ 200℃，原料粒度小於40 mm。
螺旋擠壓式成型機：成型時溫度通常在150~ 300℃，其中最佳成型溫度在220~280℃之間；成型含水率一般控製在8010~ 12%之間；成型原料粒度要求小於40 mm；成型壓力的大小隨原料和所要求成型塊的質量不同而異，一般在4.9~ 12.74 kPa之間。
2.1.3碳化成型工藝碳化是在隔絕或限製空氣的條件下，將木材、秸稈等在400~600℃的溫度下加熱，得到固體炭、氣體、液體等產物的技術。以生產炭為主要目的的技術稱為製炭，以氣體或液體的回收利用為重點的技術稱為幹餾，兩者合稱為碳化。
2.2各種生物質原料的最佳成型參數
下麵是我國幾種主要生物質原料在成型時的不同工藝參數要求：
棉杆熱壓成型的工藝參數：溫度在150~ 260℃之間，粒度在0~ 12.5 mm之間，含水率在6%~10%之間。
玉米稈熱壓成型的工藝參數：原料含水率5%~ 15%，最適宜的水分含量是10%~15%，原料粒度1～5mm之間，溫度為110℃左右。
小麥秸稈熱壓成型的_[藝參數：原料含水率5%~ 18%，最佳水分含量10%~ 15%，溫度為110℃左右，原料粒度在1—5 mm。
水稻杆冷壓成型的工藝參數：成型壓力32 MPa，含水率10%，原料粒徑4mm，粘結劑的添加比為4:1。
稻殼熱壓成型的工藝參數：稻殼粒度細小，篩除雜物即可直接使用，加熱溫度80~111℃，含水率15.4%~17.5%，成型壓力8.8~ 11.5 MPa，粘結劑添加比為(2.85~ 4.25)：1。
3、討論
生(sheng)物(wu)質(zhi)成(cheng)型(xing)燃(ran)料(liao)的(de)優(you)點(dian)是(shi)環(huan)保(bao)性(xing)和(he)經(jing)濟(ji)性(xing)，隨(sui)著(zhe)保(bao)護(hu)自(zi)然(ran)生(sheng)態(tai)環(huan)境(jing)意(yi)識(shi)的(de)日(ri)益(yi)加(jia)強(qiang)，國(guo)家(jia)相(xiang)應(ying)配(pei)套(tao)政(zheng)策(ce)的(de)通(tong)過(guo)，以(yi)及(ji)該(gai)技(ji)術(shu)一(yi)些(xie)關(guan)鍵(jian)問(wen)題(ti)的(de)解(jie)決(jue)，生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)料(liao)的(de)市(shi)場(chang)覆(fu)蓋(gai)率(lv)將(jiang)逐(zhu)漸(jian)擴(kuo)大(da)。但(dan)是(shi)由(you)於(yu)多(duo)種(zhong)因(yin)素(su)影(ying)響(xiang)，短(duan)期(qi)內(nei)可(ke)能(neng)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)期(qi)望(wang)中(zhong)的(de)全(quan)麵(mian)應(ying)用(yong)。我(wo)國(guo)生(sheng)物(wu)質(zhi)成(cheng)型(xing)燃(ran)料(liao)利(li)用(yong)存(cun)在(zai)的(de)問(wen)題(ti)主(zhu)要(yao)有(you)：一(yi)是(shi)秸(jie)稈(gan)原(yuan)料(liao)的(de)收(shou)集(ji)與(yu)存(cun)儲(chu)，二(er)是(shi)生(sheng)物(wu)質(zhi)成(cheng)型(xing)燃(ran)料(liao)設(she)備(bei)的(de)快(kuai)速(su)磨(mo)損(sun)，三(san)是(shi)生(sheng)物(wu)質(zhi)成(cheng)型(xing)燃(ran)料(liao)燃(ran)燒(shao)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)結(jie)渣(zha)和(he)沉(chen)積(ji)腐(fu)蝕(shi)。這(zhe)些(xie)造(zao)成(cheng)推(tui)廣(guang)受(shou)到(dao)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)的(de)限(xian)製(zhi)。
本文圍繞生物質成型的各工藝參數，如原料特性、成形工藝、工(gong)藝(yi)參(can)數(shu)等(deng)，探(tan)討(tao)它(ta)們(men)對(dui)生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)料(liao)成(cheng)型(xing)時(shi)的(de)影(ying)響(xiang)效(xiao)果(guo)，為(wei)降(jiang)低(di)能(neng)耗(hao)，減(jian)少(shao)加(jia)工(gong)成(cheng)本(ben)，減(jian)少(shao)對(dui)原(yuan)料(liao)成(cheng)型(xing)條(tiao)件(jian)的(de)限(xian)製(zhi)和(he)改(gai)進(jin)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)提(ti)供(gong)理(li)論(lun)依(yi)據(ju)。綜(zong)合(he)考(kao)慮(lv)成(cheng)型(xing)效(xiao)果(guo)及(ji)能(neng)耗(hao)情(qing)況(kuang)，在(zai)條(tiao)件(jian)允(yun)許(xu)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，應(ying)該(gai)優(you)先(xian)選(xuan)擇(ze)最(zui)適(shi)合(he)的(de)生(sheng)物(wu)質(zhi)成(cheng)型(xing)工(gong)藝(yi)。
富通新能源主要生產銷售秸稈顆粒機、秸稈壓塊機等生物質燃料成型機械設備，同時我們也有大量的生物質顆粒燃料。
