1、生物质致密成型技术的研究意义
生物质致密成型技术是指应用机械加压的方法将各类原来分散、没有一定形状、密度低的生物质原料压制成一定形状、密度较高的各种固体成型燃料的过程。
30码期期必中生产木屑颗粒机、锯末颗粒机等生物质颗粒燃料成型机械设备。
致密成型加工后的生物质固体燃料力度均匀，体积大大缩小，密度可达0.8～1.4g／cm3，更易输送和储存，含水率在.12%以下，增加了单位体积热值（为16～21MJ/kg），能量与中质煤相当，且燃烧性能明显改善，热效率可达80%～95%，而未经处理的粗放性燃烧热利用率仅有10%～15%。因此该类燃料可广泛应用于民用炊事炉、取暖炉、生物质气化炉、高效燃烧炉和小型锅炉，是易于进行商品化生产和销售的可再生能源。
根据国家发改委《可再生能源发展“十一五”规划》，至2020年，我国生物质固体成型燃料年利用率将达5 000万t。
生物质致密成型技术中成型是核心，故成型设备的性能是决定产品质量和控制生产成本的关键。
2、传统生物质固体燃料成型设备
根据成型原理的不同，生物质致密成型设备主要分为3类：螺旋挤压式、活塞冲压式（包括机械式和液压式）和辊模挤压式（包括环模式和平模式）。各种成型机的工作原理见图1、2、3。其成型原理是依靠传动部件与生物质原料间的相对运动实现生物质压缩，压缩过程中摩擦产生的热或外部的加热热源产生的热将生物质中的纤维木质素软化的同时，在活塞或旋转设备的挤压下进入型模并被挤出，成为既定形状。
3、成型设备存在的问题
生物质成型机目前虽初具规模，但大部分机组可靠性差，运转不平衡，辊轮和成型孔磨损快，维修费用高，更换不方便。技术较成熟的螺旋挤压式成型机螺杆是在较高温度和压力下工作，并且与生物质始终处于干摩擦状态，故螺杆寿命极其有限，平均寿命不超过200 h，这就导致生物质致密成型燃料的成本偏高，严重影响生物质致密成型技术及致密成型燃料的发展和推广。因此，开发一种运行稳定、安全可靠、成本低廉且维修方便的新型成型机势在必行。
4、种新型生物质固体燃料成型设备
针对上述存在的问题，笔者设计了一种新型成型机(图4)。该机所用物料为湿度10%～40%、粒径14 mm以下的木屑或锯末，生产率为120~ 200 kg/h，能耗为50～80 kW - h/t，产品密度为0.6～1.1g／cm3的实心燃料棒。
4.1工艺流程当料活塞处于初始位置（图4中所示位置）时，物料自料仓落入机身空腔中，此时启动泵站，液压缸带动料活塞向前运动，将物料推入成型管中一段距离，此时液压缸达到最大行程，换向阀工作，液压缸带动料活塞退回到初始位置，伴随着料仓中的物料下落，完成一次进料过程。如此过程往复，物料逐渐向成型管中推进，待泵站所示压力达到25 MPa时打开热电偶l开关，加热，由于摩擦力的存在并且逐渐增大，物料受到挤压，成为柱状致密燃料，择时打开热电偶2开关加热，成型燃料出模。
4.2成型原理该成型机是在不加任何黏结剂下冷压成型的，其主要是利用机械加压的方法使生物质颗粒重新排列位置关系，并造成物理变形，使生物质粒子靠紧、啮合。
物料由图4中ab段运行到bc段时，由于摩擦阻力很小，所以变形很小；cd段主要是干燥段，目的是使物料中的游离水分经加热由排气孔排出，避免其在成型出模后由于压力的突然减小而造成成型棒的开裂，并且使生物质中的木质素软化，为后面的压缩成型提供一定的黏结力；de段是压缩段，物料在干馏管中向前运动受到料活塞的推力Pv以及管壁对其的摩擦阻力日的作用。
式中，k-侧压力系数，k=tg2（450 - a/2）；a一物料的内摩擦角；物料与管壁的摩擦系数；Pk-管壁单位面积上的竖向压力标准值；Pv-相应计算截面处的横向推力标准值( kN／m2)。随着物料的前进，摩擦阻力逐渐增大，而液压系统中，压力取决于负载，所以阻力E，越大，推力Pv越大。从上式可以看出，推力的增加又造成了摩擦力的增大，最终使物料压缩致密成型。该段关键是保证管温不超过70℃，因为试验发现，超过这介温度后，物料与管壁的摩擦系数减小，物料被松散地送出管外，不能完成挤压；进入ef段后，物料再次受到加热，此时物料已基本成型，密度不会发生改变，加热主要是使生物质内部胶合、外部焦化，具有一定形状和强度，使成型棒能顺利出模。成型过程中，成型管内各段压力和温度见图5、6。
4.3液压回路的设计为了提高产品的生产效率，笔者采用双成型管式结构设备，这样能将生产效率提高1倍。但是若2个成型管液压缸的油路布置不当，会造成设备制造成本的增加，该设备若选用并联布置，所选用液压泵的额定功率就需要比串联布置提高1倍，这样势必会提高生产成本。串联布置有一个问题需要解决，就是由于液压缸的内泄漏造成2个液压缸不同步现象，为此笔者采用图7所示的补油回路，很好地解决了这个问题，节约了成本，创造了效益。
5、结语
该新型成型机目前还处于试验阶段，很多问题需要研究，如在何种温度下出模最为顺利，压缩段最优长度，进料速度对成型燃料密度的影响等，但就目前的试验结果来看，其已经表现出很大的优越性，如成型管使用寿命大大提高，结构更为简单，成本更为低廉，维修更换更为方便，单位能耗显著降低等。它的开发和使用，为更好地利用生物质能提供了有效途径，能创造显著的经济效益和环境效益，具有良好的推广前景。
三门峡30码期期必中生产销售木屑颗粒机、秸秆颗粒机等生物质颗粒燃料成型机械设备，同时我们还有大量的生物质颗粒燃料出售。
