近年，石油、煤炭价格大幅上涨，能源短缺十分严重，能源形势日益紧张，同时，大量使用化石能源引起了日益严重的环境问题，开发适用的可再生能源产品已成了当务之急。生物质能是指来源于木材、秸秆、动物粪便等生物质的能源。与化石能源不同，它们来自新近生存过的生物，从生物圈循环角度来看，使用生物质能是基本不产生污染物的。

　　可以通过直接燃烧来获取能量，也可以转化为生物质燃料，如生物柴油、沼气、成型颗粒等。生物质能是唯一可以储存、运输的可再生能源，是替代化石燃料的首选，具有清洁、可再生、含S很低、CO2零排放、分布广的特点。但由于散碎的生物质料不易于收藏、运输、储存和运输，必须经过一定的加工。

　　生物质能由于其成型工艺不完善、设备磨损严重，人们环保意识差及生物质能自身特点致使其没有得到广泛利用。马昊认为农村生物质能产业的发展具有外部性、不确定性等因素，并从国家财税政策的角度分析了我国生物质能的发展和不足;刘祖军等对生物质成型燃料的产业发展前景进行了分析，提出了解决成型机生产技术瓶颈、用户环保意识与产品认知度薄弱、产业政策过于宏观等问题的策略建议;闫昌国等研究了可移动生物质颗粒燃料设备系统，并做了其经济技术性能分析。

　　生物质在我国的发展优势

　　我国的农业废弃物资源分布广泛，其中可用作能源使用的秸秆年产量折合约3亿吨标准煤，再加上农产品加工、森林和林业剩余物、城市垃圾、沼气等生物质能资源，可开发利用生物质能的资源量约5亿吨标准煤。农业方面，只是河南省全年的秸秆产量就达到6023万吨，以前秸秆用来烧火做饭、饲养牲畜，现在秸秆一部分直接还田，一部分卖给造纸厂，其余的大部分秸秆作为废弃物一焚了之。对此，各级政府都做了许多工作，禁止焚烧秸秆，虽说取得了一定成效，但收效却非常有限，关键是要找到秸秆的出路。秸秆还田和作为能源利用看似矛盾，实际上保护性耕作的秸秆还田量在30%左右，大量的秸秆还是可以充分回收利用的，这样秸秆不仅有了出路还创造了效益。林业方面，我国林木生物质能资源也比较丰富，薪炭林、森林抚育间伐、苗木截杆、经济林和城市绿化修枝、油料树种果实和林业三剩物等林木生物质资源都是成型生物质成型燃料很好的原材料。并且随着科技的进步与管理的改进，单位面积的农作物产出和林业蓄积都会增加;同时，我国还有大量的宜林荒山荒地、沼泽地、盐碱地等可作为生物质原料作物的培育基地，为产业发展、壮大提供后备支撑，这些都说明了我国生物质原料会越发丰富，为生物质在我国的发展奠定基础。

　　成型设备与工艺的改进

　　设备方面。首先在我国得到广泛应用的是螺旋式挤压成型机，由于其成型温度高达220～280℃，并且有较高的挤压力，造成螺旋杆和成型套筒磨损严重，使用寿命短;单位产品能耗高，并且生产率相对较低，成型过程对物料含水率、颗粒大小等有严格要求，造成成型成本较高。其次是活塞式成型机，它在较大程度上解决了螺旋挤压式成型方式存在的成型件磨损严重、能耗高的问题，但机械驱动活塞成型机存在运行稳定性差、噪音大和润滑油污染较严重等问题;液压驱动活塞成型机成型密度偏低，制品机械性能较低。目前，最常用的生物质颗粒成型机是压辊式成型机，模具磨损程度较低。

　　开发了高度集成的可移动式成型设备，可以实现在原料产地生产成型燃料，这对于生物质原料产地过于分散的地区是一个很好的选择，节省原料运输成本，从而提高生物质的经济效益。

　　工艺方面。生物质固化成型工艺有多种形式，根据其主要工艺特性的差别，可分为湿压成型、热压成型、冷压成型和碳化成型4种基本类型。

　　(1)湿压成型就是先对生物质能原料进行一定程度的腐化，即增加原料的熟化程度，然后挤压成型，其成型性能会有一定的改善，但存在有能量损失、成型燃料密度低、成型模具磨损较快等缺陷，并且成型产品还要经过干燥才能存放，致使成本升高。

　　(2)热压成型是目前普遍采用的成型工艺，压缩过程中加热，一方面可使原料中含有的木质素软化，起到黏结剂的作用，另一方面还可使原料本身变软，容易压缩，但加热的同时也增加了其功率的损耗，并且只有加热到220～260℃之间才能较快成型，这样不但耗能大而且对设备损坏严重，成型颗粒还需要经过专门的冷却干燥设备处理，才能包装储存。

　　(3)冷压成型是近年来研究利用的一种生物质成型工艺，成型时原料和机器部件之间的摩擦作用能使原料加热到100℃左右，也能起到软化木质素的作用，并且在一定程度上解决了以往成型设备对含水率和加热温度要求的限制，但其成型所需压力偏高，达几十个兆帕，也存在耗能大和设备损耗严重的问题。

　　(4)碳化成型主要是制得机制木炭，与本文使用方向不同，不做讨论。

　　本课题组综合考虑冷、热压缩成型工艺的特点，一定程度上降低热压温度、提高压力。通过改进的热压成型试验，考察了玉米秸秆、锯末、棉杆3种典型原料的影响因素，找出的最佳成型范围为：粒度0～2mm、含水率15%～23%、温度130～150℃和长径比5.28，并通过微观角度探讨了不同成型条件下颗粒的微观型貌，其微观特征与试验结果相符。