生物质能是一种年产量相对稳定的可再生能源。全世界总能耗约14%来自生物质能，在发展中国家它占总能耗的35%，我国农村所占比例更大，约为71%。我国又是一个农业大国，农村人口约占80%，可见，生物质能高品位的开发对我国具有十分重要的意义。
我国每年产出的农作物秸秆有5. 85亿t，稻壳0.5亿t，林业加工剩余物2400万m3，这些生物质目前除一小部分作燃料、饲料、肥料和工业原料外，大部分没有得到合理有效的利用。随着农村经济的发展和农民生活水平的不断提高，农村对煤、油、电等高品位能源的需求量显著增加，这就使得农村生物质能相对地大量过剩。一些地区出现了秸秆荒烧现象，不仅造成资源的严重浪费，破坏农业生态环境，而且还严重污染大气。
为解决生物质能合理利用问题，欧美工业化国家如丹麦、瑞典、荷兰、美国等还有印度等国都在生物质成型方面做了大量的研究，北欧一些国家已把秸秆成型块作为取暖的主要能源。最近几年，我国也引进了螺旋挤压式生物质成型机，但在推广过程中遇到了两个突出问题：一是螺旋杆端部在高温、干摩擦下严重磨损，平均寿命为60～80h；二是单位产品能耗过高，有的高达125kWh/t。为此作者对国内外各类生物质成型机性能与结构进行了对比分析，于1 994～1998年间研制成功PB系列往复活塞式生物质成型机，其中HPB -I型是以液压作为驱动动力，采用双出杆油缸往复活塞双向挤压式秸秆成型机。
1 系统组成与原理
1.1 系统组成
成型系统的组成与控制如图1所示。
1.2成型原理
该系统是在不加任何粘结剂的条件下对生物质进行热压成型的。成型主要是由于生物质中木质素的存在。木材中木质素的含量为27% 32%（绝干原料），禾草类植物木质素含量为14% 25%。由X射线衍射知道，木质素属非晶体，没有熔点，但有软化点，经试验当温度在70-100 ℃时其粘合力开始增加，温度在200-300℃时可以熔融。热压成型的合适温度为140-200℃，该成型机是采用液压驱动往复活塞双向挤压成型机构，在该温度下，通过双出杆油缸两端的冲杆挤压成型套筒中的生物质，在外力作用下，生物质颗粒开始重新排列位置关系，并发生机械变形和塑性流变。在垂直于最大应力方向上，粒子主要以相互啮合的形式结合，而在垂直于最小应力方向上，粒子主要以相互靠紧结合的形式结合3I。随外力的增大，生物质体积大幅度减少，容积密度显著增大，生物质内部胶合外部焦化，并具有一定的形状和强度。在冲杆的推挤作用下，生物质成为棒状从两端成型套筒中交替挤出，成为既定形状，见图2。
2 试验结果及分析
2.1 试验结果
试验的生物质原料为粉碎后的作物秸秆及锯末，经自然干燥后含水率为12% 14%，原料粒度为210mm，在HPB-I型生物质成型机上进行成型试验，成型温度为160 ℃，试验结果列于表1。
由图3可以看出，活塞与物料之间没有相对运动，这就克服了螺旋推进式的主要弊端。同时本设计在成型筒内c/e段安装了可方便拆装的耐磨铸铁套，便于在间隙增大时更换，铸铁套加工工艺简单，成本低，用户自己就可以更换。另外活塞冲杆往复的运动速度较慢，可保证冲杆在冲杆套中运动不会产生太大的负压，冲杆与套筒间几乎没有生物质微粒进入，从而避免了磨损。经成型试验测试，套筒中cle段为易磨损部位，其更换周期可达200h以上，比螺旋式至少延长3倍。
3)可解决农村大量秸秆荒烧问题，为秸杆高品位能利用提供一条有效途径
该机是以解决农村现代化用能问题为目标而设计的，试验原料主要以秸杆为主。根据我国农村发展的趋势，到2015年，农村人口可达11亿，按当时能源利用水平计算，至少需要12亿t标准煤的高品位能。从我国实际出发，可作为农村支柱能源的主要是生物质，对每年可再生近8亿t的生物质进行高品位利用是解决农村现代化用能的可靠途径。因此，该机在农村具有十分广阔的市场，其产品主要用于村镇集中供暖、热水锅炉、小型发电机及企业窑炉等，以生物质能取代煤。燃烧试验表明，其污染大大低于煤，燃烧时基本上无灰尘，C02零排放，且升温速度高子煤11%，可从根本上解决农村秸秆荒烧问题。
3、经济性能分析
该机经济性能采用动态评价方法，分别选用净现值(NPV)、动态投资回收期(T)、益本比(B／C)及内部收益率（FIRR）进行评价，结果列于表2。
从表2可见：锯末和秸秆成型棒在售价120～140元/t的情况下，其经济效益可行，锯末的经济效益比秸秆类要好，主要是生物质成型时要求有一定的粒度。锯末属林业加工副产品，成型时不需再粉碎，同等条件下其经济性能指标均比秸秆好。秸秆成型前需要粉碎，增加了成本。若能使秸秆原料的成本降低，或不计原料费，使成型棒的售价接近目前散煤价格(165175元/t)，秸秆成型的经济效益可显著提高，投资回收期可大大缩短。因此秸秆成型在常规能源相对缺乏、生物质原料充足、经济条件相对较好的农村进行推广，具有显著的经济效益和广阔的推广前景。
4、结论
液压驱动往复活塞套筒双向挤压成型机构能投比低，效率高，工作平稳，设计合理，结构新颖；可有效降低单位产品能耗，延长易损件的使用寿命。它为开发和利用以秸秆为主的生物质能提供了有效途径，减轻直接燃烧作物秸秆造成的环境污染，具有显著的经济效益和环保效益。
三门峡30码期期必中销售颗粒机、秸秆颗粒机、秸秆压块机等生物质燃料饲料成型机械设备。
