1、引言
我國每年進(jìn)口石油近2億t；煤炭經(jīng)濟(jì)開發(fā)期還有僅為30年；S02、C02總排放量已分別占世界第1、2位。這3個(gè)數(shù)字已說明目前我國“能源安全”已成為亟待解決的重人問題。
生物質(zhì)能是解決能源短缺問題的支柱能源之一，它可以再生、生物質(zhì)中含S很低，C02零排放，分布很j“，可以規(guī)模化收集和貯存，也可貯能于比。我國每年有秸稈、林木殘余物等有機(jī)物9億多t，可有效、便利于深加工的也有3億多t，其中秸稈2億多t。將其加工成“成型燃料”可替代2億t普通原煤，相當(dāng)于7個(gè)平項(xiàng)山煤礦的年開采量。價(jià)值700多億元，還可每年使每戶農(nóng)民節(jié)支增收300多元。同時(shí)將生物質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)發(fā)展成一種可再生能源產(chǎn)業(yè)，可使上千萬農(nóng)民就業(yè)。因此研究生物質(zhì)成型燃料技術(shù)具有重人的能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益，是農(nóng)林經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)朝剛產(chǎn)業(yè)。
2、生物質(zhì)成型燃料技術(shù)研究現(xiàn)狀
2.1國外生物質(zhì)成型燃料技術(shù)的研究現(xiàn)狀
國際上以美國為代表，已將秸稈作為一種重要資源加r、出口。而且實(shí)現(xiàn)了全程機(jī)械化加工，有的已實(shí)現(xiàn)了T廠化生產(chǎn)。但美國秸稈利用的方向不是燃料，而是飼料或其他-l：業(yè)原料，其中秸稈收集的方式是從田間開始的，主要是“秸稈打捆”技術(shù)。
歐洲一些國家把秸稈加．J=技術(shù)用在燃料和發(fā)屯上，目標(biāo)是油和煤的替代燃料，秸稈加I：設(shè)備、鍋爐、熱風(fēng)爐、發(fā)電設(shè)備等都已產(chǎn)業(yè)化。但是，由于經(jīng)濟(jì)條件、管理體制、技術(shù)水平、生活習(xí)慣的差異，我國不能照搬這些發(fā)達(dá)國家的做法，前幾年的一些教訓(xùn)也說明中國必需走符合中國實(shí)際的道路，使秸稈成型燃料成為我國農(nóng)村能源利用的首選技術(shù)。
國外生物質(zhì)成型的主要方式有4種，即環(huán)模和平模式顆粒成型、螺旋擠壓式成型、機(jī)械驅(qū)動(dòng)活塞式成型和液壓驅(qū)動(dòng)活塞式成型。螺旋擠壓式成型機(jī)是最早研制生產(chǎn)的生物質(zhì)熱壓成型機(jī)。這類成型機(jī)以其運(yùn)行平穩(wěn)、生產(chǎn)連續(xù)、所產(chǎn)成型棒易燃（由丁其空心結(jié)構(gòu)以及表面的炭化層）等特性，在成犁機(jī)市場中尤其是在印度、泰國、馬來西亞等東南Ⅱ國家和我國一直占據(jù)著主導(dǎo)地位。
日本從20世紀(jì)30年代就開始研究應(yīng)用機(jī)械活塞式成型技術(shù)處理木材廢棄物，并于1954年研制出棒狀燃料成型機(jī)及相關(guān)的燃燒設(shè)備，1983年義從美國引進(jìn)顆粒成型燃料生產(chǎn)技術(shù)。美國在1976年開發(fā)了生物質(zhì)顆粒及成型燃燒設(shè)備；亞洲一些國家（泰國、印度、韓國、菲律賓等）在20世紀(jì)80年代已建了不少生物質(zhì)成型、碳化專業(yè)生產(chǎn)廠，并研制出相關(guān)的燃燒設(shè)各。日本、美國及歐洲一些國家生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備已經(jīng)定型，并且形成了產(chǎn)業(yè)化，在加熱、供暖、干燥、發(fā)電等領(lǐng)域已普遍推廣“應(yīng)J{|；西歐一些國家（荷蘭、瑞典、比利時(shí)、芬蘭、丹麥等）在20世紀(jì)70年代已有了活塞式成型機(jī)、顆粒成型機(jī)及配套的燃燒設(shè)備。活塞擠壓式成型機(jī)改變了成型部件與原料的作用方式，很好地解決了上述問題。該類成型機(jī)在人幅度提高成型部件使用壽命的同時(shí)，也顯著降低了單位產(chǎn)品能耗。根據(jù)驅(qū)動(dòng)力來源的不同，該類成型機(jī)可分為機(jī)械活塞式和液壓活塞式成型機(jī)．
2.2國內(nèi)物質(zhì)成型燃料技術(shù)研究現(xiàn)狀
中國從20世紀(jì)80年代引進(jìn)螺旋式生物質(zhì)成型機(jī)，生物質(zhì)擠壓成型技術(shù)的研究開發(fā)已有20多年的歷史。南京林業(yè)化T研究所在“七五”期間設(shè)立了對(duì)生物質(zhì)壓縮成型機(jī)及生物質(zhì)成型理論研究課題。湖南省衡陽市糧食機(jī)械廠為處理人量加．l：糧食剩余谷殼，于- 1985年根據(jù)國外樣機(jī)試制了第一臺(tái)ZT-63型生物質(zhì)壓縮成型機(jī)。江蘇省連云港市爾海糧食機(jī)械廠于1986年引進(jìn)了一臺(tái)OBM-88棒狀燃料成型機(jī)。1998年初，東南人學(xué)、江蘇省科技情報(bào)所和國營9305廠研制出了“MD-15”型固體燃料成型機(jī)。1990年以后，陜西武功輕工機(jī)械廠、河南鞏義包裝設(shè)備廠、湖南農(nóng)村能源辦公室以及河北正定縣常宏術(shù)炭公司等單位先后研制和生產(chǎn)了兒種不同規(guī)格的生物質(zhì)成型機(jī)和碳化機(jī)組。20世紀(jì)90年代期間河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)機(jī)能源動(dòng)力研究所分別研究出PB-I型機(jī)械沖壓式、HPB系列液壓驅(qū)動(dòng)活塞式和CYJ-35型機(jī)械沖壓式成型機(jī)。21 t世紀(jì)以來國內(nèi)江蘇正呂集團(tuán)有限公司、吉林省華光生態(tài)1：科技術(shù)研究所、河南省科學(xué)院能源研究所有限公司、河南德潤鍋爐有限公司等國內(nèi)幾十家企業(yè)在顆粒飼料機(jī)的基礎(chǔ)上先后研究出了多種類型的環(huán)模、平模顆粒生物質(zhì)成型機(jī)。
3、生物質(zhì)成型燃料技術(shù)的技術(shù)難點(diǎn)
3.1生物質(zhì)原料的收集和預(yù)處理是制約成型燃料技術(shù)發(fā)展的技術(shù)瓶頸
我國以秸稈為主的生物質(zhì)原料在收集方面有兩點(diǎn)不同于國外。一是十地管理制度是以家庭承包形式，地塊小且分散，個(gè)別用戶獨(dú)立耕作，很雉統(tǒng)一。二是日前秸稈收集機(jī)械化水平低，秸稈粉碎還田是多為政府的硬性行政指令，打捆和定向收集沒提到日程。因此目前秸稈收集是難點(diǎn)，有技術(shù)問題，也有社會(huì)認(rèn)識(shí)的問題，要想把原料收集起來必須從管理和技術(shù)體系上創(chuàng)新，并配以得力的政策和法規(guī)。沒有收集后的充足原料生物質(zhì)成型燃料技術(shù)就不可能迅速發(fā)展，生物質(zhì)原料的收集是制約成型燃料技術(shù)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。
3.2生物質(zhì)原料自身的多樣性及復(fù)雜性
首先，生物質(zhì)原料的種類繁多，其術(shù)質(zhì)素、纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)等成分含量有較大差別，受力變形情況也不一樣。其次，生物質(zhì)原料力傳導(dǎo)性很差，反彈性很強(qiáng)，被壓縮成型的條件也有很大差異；再者，生物質(zhì)原料堆積密度只有0.1～0.15g/m
3，要將其壓縮成密度為1.0～1.3 g/m
3，如何提高原料喂入量是一很大的難題；第四，生物質(zhì)原料的含水量隨季節(jié)、氣候、地域及秸稈種類不同變化很大，而成型工藝對(duì)水分的要求義較嚴(yán)格，所以水分問題成為制約熱壓成型的又一難題。
3.3生物質(zhì)成型燃料設(shè)備工作環(huán)境的惡劣性
生物質(zhì)原料在收集過程中不可避免的會(huì)攜帶許多粉塵、泥十和砂粒，這些物質(zhì)的存在一方面會(huì)加劇成型部件的磨損；另一方面還會(huì)對(duì)成型設(shè)備的潤滑系統(tǒng)造成污染，從而影響設(shè)備的使用壽命和穩(wěn)定運(yùn)行。此外，以農(nóng)民為主的技術(shù)和設(shè)備使用人員，考慮劍其自身技術(shù)水平和操作能力，要求設(shè)備應(yīng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和易操控性。
3.4生物質(zhì)成型燃料燃燒過程中結(jié)渣與玷污傾向
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顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)、飼料顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料飼料成型機(jī)械設(shè)備。
