1、秸秆的物理特性
秸秆本身的物理特性是影响秸秆切碎和压缩成型的主要因素之一。秸秆的物理特性受物种、品种、产区、成熟度等多种因素的影响。国外对麦秸、饲草等软茎秆的拉伸强度、剪切强度、弹性模量、刚度模量等物理特性研究较多（O'Dagherty，1995）。国内相关报道较少，孙骊( 1998)、徐学耘(2000)等对麦秸和棉杆的物理特性作了初步的分析，农作物秸秆可以经过秸秆颗粒机、秸秆压块机压制成生物质颗粒燃料，生物质颗粒燃料又被称为“秸秆煤”，秸秆煤是未来替代煤等化石能源最佳的选择。
2、秸秆的切碎特性
国外对秸秆切碎的研究集中于麦秸、稻秸等软茎杆，主要分析切碎能耗、切碎长度和切断效率的各种影响因素， 如O'Dogherty (1986)等人分析了切割速度、割刀参数、受切根数等因素对切割过程的影响，指出秸秆切割过程中有一临界速度，在15-30 m/s范围内，低于临界速度，能耗和无效切割快速增加；大于临界速度，能耗基本不变，实际切割长度接近于理论长度。国内主要是对切碎能耗和切断效率的研究，如张晋国( 2000)等人分析了秸秆的含水率和有无定刀对切断效率的影响；吴子岳(2001)和蔺公振( 1999)等研究了受切根数和割刀参数对切割功耗的影响。而对切碎长度的研究较少，但切碎长度是影响物料压缩成型的主要因素之一。
3、秸秆的压缩特性
由于植物纤维物料的材料特性不同，国内外在对其压缩特性的研究中也提出了各种研究方法。国外许多学者都把秸秆当作理想的线性粘弹体，运用流变学的理论，采用各种不同的流变模型来描述物料的压缩流变过程。国内如杨明韶( 1997)、王春光(1999)等也在国外理论研究的基础上-改进流变模型，定性分析了压缩过程中的应力松弛和蠕变。但是相对于金属、塑料等材料而言，植物纤维物料压缩过程中的应力与应变的变化毕竟是非常复杂的．因此还有待于进一步探讨，从而更接近实际情况．在粉粒体压缩成型的研究中，借鉴日本的研究理论，进行了压缩过程中粒子结合形式和受力的分析，则采用有限元的方法研究压缩过程的应力与应变，为计算机模拟植物纤维物料模压成型过程开辟了一条道路。
4、压缩成型方式
秸秆成型方式基本可分为“开式”和“闭式”两类。所谓“闭式”压缩，是指用一个柱塞对装入一端封闭的压模内的物料进行压缩，使其成型并达到一定密度后取出，然后装入新物料再进行压缩的过程；而“开式”压缩是用一个柱塞对压缩室内的物料进行压缩，克服压缩室与物料间的摩擦力推动物料向压缩室出口方向移动，然后边喂入边压缩，被压缩后的成型物料随压缩过程的进行自动离开压缩室。国外主要是进行“闭模”压缩试验研究，理论比较完善，但与实际压缩状况存在较大距离：国内主要采用螺旋挤压方式或柱塞冲压方式进行“开模”压缩，研究内容各有侧重点，但对动态压缩过程的研究分析取得了一定的进展，30码期期必中生产销售环模式秸秆压块机、秸秆颗粒机等生物质燃料成型机械设备。
5、压缩成型影响因素
影响秸秆压缩成型的因素非常复杂，早期的研究主要关心的是压力与密度的关系，忽视了各种因素的影响．从国内外目前的研究看，均开始采用各种试验方法和分析方法，对各种与秸秆压缩方式或模子有关的因素在压缩过程中的影响规律开展研究。如O'Dogherty和Wheeler( 1984)分析模子直径变化对成型的影响：(1987)对温度和秸秆：的粉碎程度进行了试验对比，国内主要对压力、温度、模具的锥度、保压时间、秸秆的含水量等影响因素开展研究。国内外学者对各因素的最优选择无法实现统一，这主要是因为缩条件、压缩方式、压缩对象等还有较大的差异。从今后的研究趋势来看，要揭示农业纤维物科的压缩规律，必须对各种因素、各种性能指标进行系统的研究。
6、压缩成型工艺
秸秆压缩成型工艺可以分为加粘结剂和不加粘结剂的成型工艺，根据对物料加温形式不同，不加粘结剂的成型工艺又可划分为常温成型（不加温）、热压成型（成型过程中原料在挤压部位被加热）、预热成型（挤压之前加温）和成型碳化（挤压后热解碳化）4种主要形式。
6.1常温成型工艺
纤维类原料在常温下，浸泡数日水解处理后，其压缩成型特性明显改善，纤维变得柔软、湿润皱裂并部分降解，易于压缩成型。因此该成型技术被广泛用于纤维板的生产，同样，利用简单的杠杆和模具，将部分降解后的农林废弃物中的水分挤出，即可形成低密度的压缩成型燃料块。这一技术在泰国、菲律宾等国得到一定程度的发展，所生产的成型燃料的平均热值约23 U/ kg，被当地称为“绿色碳”，在燃料市场上具有一定的竞争能力。
6.2热压成型工艺
热压成型是国内外普遍研究和应用的成型工艺，其工艺流程为：原料粉碎一一干燥一一挤压成型一一冷却包装。热压成型的主要工艺参数是温度、压力和物料在成型模具内的滞留时间。该工艺的主要特点是物料在模具内被挤压的同时，需对模具进行外部加热，将热量传递给物料，使物料受热而提高温度。加热的主要作用是：(1)使生物质中的木质素软化、熔融而成为粘结剂。由于植物细胞中的木质紊是具有芳香族特性、结构单位为苯丙烷型的立体结构高分子化合物，当温度为70-110℃时软化，粘合力增加；达到140 -180．C时就会塑化而富有粘性：在200-300℃时可熔融。因此，对生物质加热的主要目的．就是将生物质中木质素加热后起到粘结刺的作用。(2)使成型块燃料的外表层炭化，使其通过模具时能顺利滑出而不会粘连，减少挤压动力消耗。(3)提供物料分子结构变化的能量。
由于不同种类的生物质中木质素和纤维素含量及物料的形状等都不相同。因此成型时对温度和压力参数值的要求也不一样。即使同一种生物质，形态相似而含水率和颗粒度不同，则成型时所需温度和压力等也不相同。实践证明，温度和压力选得过高和过低都会导致成型失败。温度选得过低则生物质中的木质紊未能塑化变粘，物料不能粘结成型。反之，如温度选得过高，则成型燃料的表面出现裂纹，严重时成型块一出口就变成了“散花”。此外，若施加压力过小，则会使成型燃料无法粘结，而且也无法克服摩擦阻力，因而无法成型。若施加压力过大，则会使成型燃料在模具内滞留时间缩短，使生物质物料加温不足而无法成型。
6.3预热成型工艺
与上述热压成型工艺不同之初在于，该工艺采用在原料进入成型机压缩之前，对其进行了预热处理，即将原料加热到一定温度，使其所含的术质素软化，起到粘结剂的作用，并且在后续压缩过程中能减少成型部件与原料间的摩擦作用，降低成型所需的压力，从而大幅度提高成型部件的使用寿命．显著降低单位产品的能耗。印度学者Bhattacharya(1995)等人利用螺旋式成型机，将预热和非预热成型工艺做了一个对比试验，结果表明，整个系统能耗下降了40.2%．成型部件寿命提高了2.5倍。目前国内研制成功的成型设备都采用非预热热压成型工艺，预热成型的研究尚处在起步阶段，国内还没有见到相关研究报导。
6.4成型碳化工艺
成型碳化工艺有2种情况，一种情况是指先用成型机将生物质压缩成燃料棒，然后用炭化炉将燃料棒炭化成木炭的过程，其工艺流程为：原料——粉碎——干燥——成型——炭化——冷却——包装。这种工艺没有将生物质压缩成型与碳化过程结合起来，两者是相对独立的。本文在这里所阐述的成型碳化工艺是第二种情况，即压缩成型与熟解碳化是有机结合、前后连续的工艺过程。如图1.2所示为日本学者畏庚仁葳、橱口健(1987)等研究的稻壳拄塞式压缩成型及热解碳化试验装置原理图。稻壳等生物质被柱塞式成型机压缩．并沿着压缩套筒被推入热解筒内：通过间接加热方式由电热炉向热解筒提供热量，稻壳在设定的温度内被碳化；挥发份被导入气体冷却罐内，分为液体（焦油）和气体（煤气）两相物质。木炭经冷却后被继续推移出套简。采用成型碳化工艺的目的是制取热值较高的成型炭，同时能获得副产品焦油和煤气。
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