生物质能源存在着分散性和能量密度较低的缺点，其规模利用和高效利用存在困难，因此经济效益较差，这也是生物质能源目前尚未成为商品能源的主要原因之一。农林剩余物也存在同样的问题，其热值及热效率较低，体积较大，不易运输，直接燃烧的热效率仅为10%～30%，因此作为高效洁净燃料必须将其加工成型。
1、农林剩余物压缩利用技术研究现状
生物质压缩成型技术是将各类松散的生物质原料在加热或不加热的状态下用机械加压的方法，使原来松散的原料压缩成具有一定形状和强度、密度较大的成型燃料。
生物质原料中含有纤维素、半纤维素、木质素、树脂和蜡等物质。在常温下木质素的主要部分不溶于有机溶剂，属于非晶体，没有熔点，有软化点，当温度为70～110℃时软化，具有粘性。当温度达到200～300℃时成熔融状，粘性高，此时加以一定的压力使植物质各部分粘结在模具内成型。生物质原料可在不用粘结剂的条件下热压成型．是因为有木质素的存在。
1.1成型工艺
生物质压缩成型技术发展至今，已开发出多种成型工艺和成型颗粒机械（比如秸秆颗粒机、木屑颗粒机等）。根据工艺特征，可分为：湿压成型、热压成型和炭化成型。
1.1.1湿压成型工艺
有一定腐化程度的纤维类原料，其纤维较为柔软、湿润皱裂并部分降解，易于压缩成型。利用简单的模具，将降解后的农林剩余物中的水分挤压出来，即可形成低密度的压缩成型燃料块。研究表明，该工艺得到的生物质成型燃料，在25%的含水率下的平均热值约为23kj/kg，该类燃料被称为“绿色炭”或“绿色燃料”。低廉的成本与简单的工艺使其在市场上具有一定的竞争力。但这一工艺存在严重的不足，烘干费用高，成型件磨损较快，成品强度较低，易松散，多数产品燃烧性能较差。
1.1.2热压成型工艺
热压成型是目前使用最普遍的生物质压缩成型工艺。其工艺流程为：原料粉碎干燥混合（原料预热）热压成型 冷却包装。热压成型工艺根据流程的不同细分为非预热热压成型工艺和预热热压成型工艺两类。原料的种类、含水率、粒度、成型温度、成型压力、成型方式、成型模具的形状和尺寸及生产规模等因素都会对成型过程和产品的性能产生一定的影响。而挤压成型是其中影响最大的一环，也是整个工艺中最为关键的步骤。
1.1.3炭化成型工艺
根据工艺流程不同，炭化成型工艺分为两类：一类是先成型后炭化，其工艺流程为：原料→粉碎干燥→成型→炭化 冷却包装；另一类是先炭化后成型，其工艺流程为：原料→粉碎除杂→炭化→混合胶黏剂成品干燥、包装。先炭化后成型时由于原料的纤维结构在炭化过程中受到破坏，纤维素、半纤维素、木质素等受热裂解转换成炭并释放出挥发分，其中包括可凝性和不可凝性两种组分，因而原料更易挤压成型，成型部件的机械磨损和挤压加工过程中的功率消耗明显降低。炭化后的原料在挤压成型后强度较差，容易破碎，一般要通过加入一定量的粘结剂来增加其强度，改善其在储存、运输和使用中的稳定性与密实度。此外还可通过提高成型压力的方法来保证成型块的储存和使用性能，但这将提高生产成本。从成型燃料的热值、环保性及总造价方面考虑，目前较多地应用热压成型工艺。
2、成型设备的研究现状
国外对生物质（包括农林剩余物）压缩成型技术的研究较早，在20世纪30年代美国就开始研究生物质压缩成型技术，成功研制出螺旋挤压成型设备。20世纪50年代至80年代日本在引进压缩成型技术的基础上进行了改进，研制成功棒状燃料成型技术与颗粒成型燃料成型技术及相应燃烧设备，并在此基础上发展成日本压缩成型燃料工业体系。早在1984年，日本的生物质压缩成型燃料生产厂家达到172家之多，生产总量达2.6×105t。芬兰、比利时、法国、德国、意大利等国在20世纪70年代后期，鉴于世界能源危机和石油价格上涨，开始重视压缩成型燃料技术的研究。20世纪80年代，亚洲的泰国、印度、菲律宾等国也都先后开始研究并研制了加粘结剂的生物质压缩成型颗粒机。
我国生物质压缩技术始于“七五”计划期间，现己达到工业化生产规模。由于各国产业情况不同，国外的技术与设备并不完全适合我国的产业需求。在引进国外先进技术的基础上，结合我国实际情况改进和研制适合我国使用的成型技术和设备，目前已研制成功并投入生产的主要成型设备有：螺旋挤压式成型颗粒机、活塞冲压式成型颗粒机和压辊式颗粒成型颗粒机三种。
2.1螺旋挤压式成型颗粒机
螺旋挤压式成型颗粒机利用螺杆挤压生物质，靠外部加热，维持成型温度为150～300℃，使木质素、纤维素等软化，将生物质挤压成棒状。成型燃料形状通常为直径50～60mm或80-90mm的空心燃料棒，成型燃料的长度可根据使用要求进行调节。
螺旋挤压机通常存在挤压头易磨损的问题。汤辉、高宇明等针对这一问题，对螺旋挤压机进行了重新设计，螺旋轴及叶片采用耐高温、耐磨材质的沉淀硬化不锈钢，并从结构上考虑了检修方便、更换容易，提高了螺旋挤压机的生产效率。
螺旋挤压机的螺旋轴容易出现卡死现象，严重影响挤压机的连续生产性能。严永林通过对生物质固化成型技术的成型原理和工艺过程的分析，提出在飞轮和螺旋轴之间增加齿轮减速机构，这一措施可使螺旋轴在相同功率条件下获得更大的扭矩，从而避免卡死。
中国林业科学研究院林产化学工业研究所研制成功了螺旋挤压式棒状燃料成型颗粒机。西北农林科技大学研制出了JX7.5、JX11和SZJ80A_种植物燃料成型颗粒机。
栾明奕、王文、李清泉将远红外加热技术应用到生物质成型燃料挤压成型颗粒机上，并采用双螺杆设计，在国内处于领先地位。
2.2活塞冲压式成型颗粒机
活塞冲压式成型颗粒机按驱动动力的不同分为两类：一类是用发动机或电动机通过机械传动驱动成型颗粒机的，即机械驱动活塞式成型颗粒机，通过曲柄连杆机构带动冲杆做高速往返运动，产生冲压力将生物质压缩成型；另一类是用液压机械驱动的，即液压驱动活塞式成型颗粒机。这类成型颗粒机通常不用电加热，成型物密度稍低，容易松散。
中国农业机械化科学研究院研制了CYJ-35型冲压式成型颗粒机，河南农业大学研制了PB-I型冲压式成型颗粒机等。河南农业大学1999年对HPB-I型生物质成型颗粒机进行了应用研究，研制出往复式活塞双向挤压成型颗粒机构。该成型颗粒机由于采用了双向挤压技术，显著提高了易损件的使用寿命，同时大大降低了单位产品能耗，提高了生产效率，经济效益和环保效益明显，推广前景广阔。
2.3压辊式成型颗粒机
压辊式成型颗粒机主要用于生产颗粒状成型燃料，成型颗粒机的基本部件由压辊和压模组成，其中压辊可以绕轴转动，压辊的外周加工有齿或槽，用于压紧原料而不致打滑。压模有圆盘形或圆环形两种。原料进入压辊和压模之间，在压辊的作用下被压入成型孔内。用压辊式成型颗粒机生产颗粒成型燃料一般不需要外部加热，可根据原料状况添加少量粘结剂，对原料的含水率要求较宽，一般在10%～40%均能很好成型。
黑龙江省畜牧机械化研究所于晓波等对9KL-380型秸秆饲料压块机进行了结构与生产的试验研究，通过分析不同压辊直径以及原料含水率对成型块质量及生产率的影响，进而确定设备的最佳结构参数与物料的最佳成型水分范围。
清华大学清洁能源研究与教育中心以车战斌为主的研究小组，在2004年通过对生物质原料纤维结构的研究和分析，研制出了常温成型颗粒燃料生产设备。该设备可将自然干燥含水率状态下细小颗粒或纤维状原料压制成颗粒燃料。由于原料只需自然干燥，大大降低了能耗与生产成本，其生产的颗粒成型燃料强度、热值均大于国外同类产品，具有良好的推广前景。
针对成型设备存在的各种问题，我国学者做了大量试验研究，改进了设备的关键部件，综合各类型设备的优点，相互借鉴，解决了生产中存在的突出问题。但生产率低的问题仍未得到有效解决，同时与生物质成型燃料相配套的专用燃烧设备仍需改进，整个产业的协调仍需进一步完善。在原料、设备、市场等各方面的推动下，压缩成型技术将得到长足的发展。
3、结论
农林剩余物作为生物质能源的重要组成部分，已在逐渐替代化石能源。压缩成型技术是实现其高效利用的重要途径。本文从工艺、成型设备和燃烧设备三方面介绍了该技术的应用情况和研究进展。我国在此领域起步较晚，与国际先进水平还存在一定差距。在政府相关政策支持下，通过引进先进的技术和设备，加速农林剩余物致密转化的科研攻关和产业化建设，农林剩余物将成为化石能源的有效替代。
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