近年，石油、煤炭價格大幅上漲，能源（yuán）短（duǎn）缺十分嚴重，能源形勢日益緊張，同（tóng）時，大量使（shǐ）用化石能源引起了日益嚴重的環境問題，開發適用的可再生能源（yuán）產品已成了當務之急。生物質能是指來（lái）源於木材、秸稈（gǎn）、動物糞便等（děng）生物質的能源。與化石能源不同，它們來自新近生存過的生物，從生物圈循環角度（dù）來看，使用（yòng）生（shēng）物質能是基本不產生汙染物的。

　　可以通過直接燃燒來獲（huò）取能量，也可以轉化為生物質燃料，如生物柴油、沼氣、成型顆粒等。生物質能（néng）是唯一可以儲存、運輸的（de）可再生能源，是替代化石燃（rán）料的首選，具有清潔、可再生、含S很低、CO2零排放、分布廣（guǎng）的特點。但由於散（sàn）碎的生物質料不（bú）易於收藏、運輸、儲存和（hé）運輸（shū），必須經（jīng）過一（yī）定的加（jiā）工。

　　生物質能（néng）由於其成型工藝不完善、設備磨損嚴重，人（rén）們環（huán）保意識差及生物質（zhì）能自身特點致使其沒有得到廣泛利用。馬昊認為農村生物質能產業的發展具有外部性、不確定性等因（yīn）素，並從國家財稅政策的角度分析了我國生物質能的發展和不足;劉祖（zǔ）軍等（děng）對生物質成型燃料的產業發展前景進行了分析，提出了（le）解決成型機生產技術瓶頸、用（yòng）戶環保意識與產品認知度薄（báo）弱、產業政策過於宏觀等問題的策略建議;閆昌國等研究了可（kě）移動生物質顆（kē）粒燃料設備係統，並做了（le）其經濟技術性能（néng）分（fèn）析。

　　生物質在我國的發展優勢

　　我（wǒ）國的農業（yè）廢棄物資源分布廣泛，其中可用作能源使用的秸稈年（nián）產量折（shé）合約3億噸標準煤，再加上農產品加（jiā）工、森林和林業剩餘物、城市垃圾、沼氣等生物質能資源，可開發利用（yòng）生物質能的資源量約5億噸標準煤。農業方麵，隻是河（hé）南（nán）省（shěng）全年的秸稈產量就達到（dào）6023萬噸，以前秸稈用來燒火做飯（fàn）、飼養牲畜，現在秸稈一部分直接還田，一（yī）部分賣（mài）給造紙廠，其餘的大部分秸稈作為廢棄物一焚了（le）之。對（duì）此，各級政府都做了許多工作，禁止焚燒秸稈，雖說取（qǔ）得了（le）一定成效，但收效卻非常有限，關鍵是要找到秸稈的出（chū）路。秸稈還田和作為能源（yuán）利（lì）用看（kàn）似矛（máo）盾（dùn），實際上保護性耕（gēng）作的秸稈還田量在30%左右（yòu），大（dà）量的秸稈還是（shì）可以充（chōng）分回收利（lì）用的，這樣秸稈不僅有（yǒu）了出路（lù）還創造了效益。林業方麵，我（wǒ）國林木生（shēng）物質能資源也（yě）比較豐（fēng）富，薪炭（tàn）林、森林撫育（yù）間伐、苗木截杆、經濟林和城市綠化修枝、油料（liào）樹種（zhǒng）果實和林業（yè）三剩物等（děng）林（lín）木生物質資源都是成型生（shēng）物質成（chéng）型燃料很好的原材料。並（bìng）且隨著科技（jì）的進步與管理的改進，單位麵積的農（nóng）作物（wù）產出和林業（yè）蓄積（jī）都會增加;同時，我國還有大（dà）量的宜林荒山荒地、沼澤地、鹽堿地等可作為生物質原料（liào）作物的培育（yù）基地（dì），為產業發展、壯大提供後備支撐，這些都說明了我國生（shēng）物質原料會越發豐富，為生物質在我國的發展奠定基礎。

　　成型設備與工藝的改進

　　設備方麵（miàn）。首先在（zài）我國得到廣泛應用的是（shì）螺旋式擠壓成型機，由於其成型溫度高達220～280℃，並（bìng）且有較高的擠壓力，造成螺旋杆和成（chéng）型套筒磨損嚴重，使用壽命短;單位產品能（néng）耗高，並且生（shēng）產率相對較低，成型過程對物料含水率、顆粒大小等有（yǒu）嚴格（gé）要求，造（zào）成成型成本（běn）較高。其次是活塞式成型機，它在較（jiào）大程度上解決了螺旋擠壓式成型方式存在的成型（xíng）件磨損嚴重、能耗高的問題，但機械驅（qū）動活（huó）塞成型機存在運（yùn）行穩定性差、噪（zào）音大和潤滑油汙染較嚴重等問題（tí）;液壓驅動活塞成型機成型密度偏低，製（zhì）品機械性能較低。目前，最常用的生物質顆粒成型機是壓輥式成型機，模具磨損程度較低。

　　開發了高度集成的可移動（dòng）式成型設備，可以（yǐ）實現在（zài）原料產地生產成型燃料，這對於生物質原料產地（dì）過於分散的地區是一個很好的選擇（zé），節省原料運輸成本，從而提高生（shēng）物質的（de）經濟效益（yì）。

　　工藝方麵。生物質固（gù）化成型工藝有多種形式，根據其（qí）主要工（gōng）藝（yì）特（tè）性的差別，可分為濕壓成型、熱壓成型、冷壓成型和碳化成型4種基本（běn）類型。

　　(1)濕壓成型就是先對生（shēng）物質能原料進行一定程度的腐化，即（jí）增加原料（liào）的熟化（huà）程度（dù），然後擠壓成型，其成型性能會有一（yī）定的改善，但存在有能量損失、成（chéng）型燃料密度低、成型模具磨損（sǔn）較快等缺陷，並且成型產品還要經過幹燥才能存放，致使（shǐ）成本升（shēng）高（gāo）。

　　(2)熱壓成型是目前普遍采用的成型工藝，壓縮過程中加熱，一方麵可使原料中含有的木質素軟化，起（qǐ）到黏結劑（jì）的作用，另一方麵還可使原料本身變軟，容易壓縮，但加熱的同時也增加了其功率的損耗，並且隻（zhī）有加熱到（dào）220～260℃之間才能較（jiào）快成型，這樣不但耗（hào）能大而且對設備損（sǔn）壞嚴重，成型顆粒還需要經過專門的冷卻幹燥設備處理，才能包裝儲存。

　　(3)冷壓成型是近年來研究利用的一種生物質成型工藝，成型時原（yuán）料和機器部件之間的摩擦作用能使原料加熱（rè）到100℃左（zuǒ）右，也能起到軟化木質素的作用，並且在一定程度上解決（jué）了以往成型設備對含水率和加熱溫度要求（qiú）的限製，但其成型所需壓力偏高，達幾十個兆（zhào）帕，也存在耗能大和設備損耗嚴（yán）重（chóng）的問（wèn）題。

　　(4)碳化成型（xíng）主要是製得機製木炭，與本（běn）文使用方向不（bú）同，不做討論。

　　本課題組綜合考慮冷、熱壓縮成型工藝的特點，一定（dìng）程度上（shàng）降低熱壓溫度、提高壓力。通過（guò）改進的熱壓成型試驗，考察了（le）玉米（mǐ）秸稈、鋸末、棉杆3種（zhǒng）典型原料的影響因素，找出的最佳成型範圍為：粒度（dù）0～2mm、含水率15%～23%、溫度130～150℃和長徑比5.28，並通過微（wēi）觀角度探討（tǎo）了不同成型條件下顆粒的微觀型貌，其（qí）微觀特征與試驗結果相符。