近年，石油、煤炭價格大幅上漲，能源短缺十分嚴（yán）重，能源形勢（shì）日益緊（jǐn）張，同時，大（dà）量使用化石能源引起了日益嚴重的環境問題，開發適用的可（kě）再（zài）生能源（yuán）產品已成了當務之急。生物質能是指（zhǐ）來源於木材、秸稈、動物糞（fèn）便等生物質的能源。與化石能源不同，它們來自新近生存過的生物，從生物圈循（xún）環角度來看，使用生物質能是基本不產生汙染物的。

　　可以通過直接燃燒來獲取能量，也可以轉化為生物質燃料，如生物柴（chái）油、沼氣、成型顆粒等。生物質能是唯一可以儲存、運輸的可再生能源，是替代化石燃料（liào）的首選，具有清潔、可再生、含S很低、CO2零排放、分布廣的特點。但由於散碎的生（shēng）物（wù）質（zhì）料不易於收藏、運輸、儲存和運（yùn）輸，必須經過一定的加工（gōng）。

　　生物質能由於其成（chéng）型工藝不完善、設備磨損嚴重，人們環（huán）保意識差及生物質（zhì）能自身特點致使其沒有得到廣泛利用。馬昊認為農村生物質能產業的發展具有外部性、不確定性等因素，並從國家財稅政策的角度（dù）分析了我（wǒ）國生物（wù）質能的發展和不足;劉祖軍等對生物質成型燃料的產業發展（zhǎn）前景進行了分析，提出了解決成型機生（shēng）產技（jì）術瓶頸、用戶環保意（yì）識與產（chǎn）品（pǐn）認知度薄弱、產業政策（cè）過於宏觀（guān）等問題的策略建議（yì）;閆昌國等（děng）研究了可移動生物質顆粒燃料設備係統，並做（zuò）了其經濟技術性（xìng）能分析。

　　生物質在我國的發展優勢

　　我國的農業廢棄物資源分布廣泛，其中可用作能源使用的秸稈年產量折合約（yuē）3億噸標準煤，再加上農產品加（jiā）工、森（sēn）林和林業（yè）剩餘物、城市垃圾（jī）、沼氣等（děng）生物質（zhì）能資源，可開發利用生物質能的資源量約5億噸標準煤。農業方麵，隻是河南省全年的秸稈產量就達到6023萬噸，以前秸稈用來燒火（huǒ）做飯、飼養牲畜，現在秸稈一部分直接（jiē）還田，一部分賣給造紙廠，其餘的大部分秸稈作（zuò）為廢棄物一焚了之。對此，各級政府都做了許多工作，禁（jìn）止焚燒秸稈，雖說取得了一定成效（xiào），但（dàn）收效卻非常有限，關鍵是（shì）要找到（dào）秸稈的出路。秸稈還田和作為能源利用看似（sì）矛盾，實際上保護（hù）性耕作的秸稈還田量在30%左右，大（dà）量的秸稈還（hái）是可以充分回收利用的，這樣秸稈（gǎn）不僅有了出（chū）路還（hái）創造了效益（yì）。林業方麵，我國林木生物質能資源也比較豐富，薪炭林、森林撫育間伐、苗木截杆、經濟林和城市綠（lǜ）化修枝、油料樹種（zhǒng）果實和林業三剩物等林木生物（wù）質資源都是成型生物質成型燃料很好的原材料。並且隨著科技的進步與管理的改進，單位麵積的農作物產出和林業（yè）蓄積都會增加;同時，我國還有大量的宜林（lín）荒山（shān）荒（huāng）地、沼澤地（dì）、鹽堿地等可作為生物質原料作物的培育基地，為（wéi）產業發展、壯大提供後（hòu）備支撐，這些都說明（míng）了我國生（shēng）物質（zhì）原料會（huì）越發豐富，為生物質在我國的發展奠定基礎。

　　成型設備與工藝的改進（jìn）

　　設備方麵。首先（xiān）在我國得到（dào）廣泛應用的是螺旋式擠壓成型機，由於其成型（xíng）溫度高達220～280℃，並且（qiě）有較高的擠壓力，造成（chéng）螺旋杆和成型套筒磨損嚴重，使用壽命短;單位產品能耗高（gāo），並且生產率（lǜ）相對較低，成型過程對（duì）物料含水率、顆粒大小（xiǎo）等有嚴（yán）格要求，造成成型成本較高。其次是活塞式（shì）成型機，它在較大程度（dù）上解決了螺旋擠壓式成型方式存在的（de）成型件磨損嚴重、能耗高的問題，但（dàn）機（jī）械驅動活塞成型機存在運行穩定性差、噪音大和（hé）潤滑（huá）油（yóu）汙染較嚴重等問題;液壓驅動活塞成（chéng）型機成型密度偏低，製（zhì）品機械性能較低。目前，最常用的生物質顆粒成型機是壓輥式成型機，模具磨損程（chéng）度較（jiào）低（dī）。

　　開發了高度集成的（de）可移動式成型設備，可以實（shí）現（xiàn）在（zài）原料產地生產（chǎn）成型燃料，這對於生物質原料產地過於分散的地區是一個很（hěn）好的選擇，節省原料運輸（shū）成本，從而提高生物質的經濟效益。

　　工藝方麵。生物質固（gù）化成型工藝有多種形式，根據其主要工藝特性的差別，可分為濕壓成型、熱壓成型、冷壓成型和碳化成型4種基本類型。

　　(1)濕壓成型就是先對生物質能原料進行一定程（chéng）度的腐化，即增加原料的（de）熟化程度，然後擠壓成型，其成型性（xìng）能（néng）會有一定的改善，但存在有能（néng）量損失、成（chéng）型燃料（liào）密度低、成型模具磨損較快等缺（quē）陷，並且成型產品還要經過幹燥才能存放，致使成本升高。

　　(2)熱壓成型（xíng）是目前普遍采用的成型工藝，壓縮過程中加熱，一方麵（miàn）可使原（yuán）料中含有的（de）木質素（sù）軟化，起到黏結劑的（de）作用，另一方（fāng）麵還可使原料（liào）本身變軟，容易壓縮，但加熱（rè）的同時也增加了其功率的損耗，並且隻（zhī）有加（jiā）熱到220～260℃之間才能較快成型，這（zhè）樣不但（dàn）耗能大（dà）而且對設（shè）備損壞嚴（yán）重，成型顆粒還（hái）需要（yào）經過專門的冷卻幹燥設備處理，才能包裝儲存。

　　(3)冷壓成型是近年（nián）來研究利用（yòng）的一種生物質成型工藝，成型時原料（liào）和機器部件（jiàn）之間的摩擦作用能使原料加熱到100℃左右，也能起到軟化木質素的作用，並且在一定程（chéng）度上解決了以往成型設備對（duì）含水率和加熱溫度要求的限製，但其成型所需壓力偏（piān）高，達幾十個兆帕，也存在耗能大和設備損耗嚴重的問題。

　　(4)碳化成（chéng）型主要是製得機製木炭，與本文（wén）使用方向不同（tóng），不做討論。

　　本課題組綜（zōng）合考慮冷、熱壓縮（suō）成型工（gōng）藝的（de）特點，一定程度上降低熱壓溫度、提高壓力。通過改進的熱壓成型試（shì）驗，考察了玉米（mǐ）秸稈、鋸末、棉杆3種典型原料（liào）的影響因（yīn）素，找出的最佳成型範圍為：粒度0～2mm、含水率（lǜ）15%～23%、溫度130～150℃和長（zhǎng）徑比5.28，並通過微觀角度探（tàn）討了不（bú）同成型條件下顆粒的微觀型貌，其微觀特征與試驗結果相符。