0、前言
    能源是人類社會發展進步的物質基礎。但煤、石油、天然氣等化石燃料日益枯竭。環境污染也日益嚴重。我國提出了節能減排、發展清潔可持續再生能源的口號。哥本哈根會議規定我國到2020年每單位國內生產總值的二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。生物質的利用在這方面有著巨大的優勢，我國每年僅秸稈類生物質f玉米秸稈、稻草、木屑、樹權、豆秸、棉稈等農林廢棄物1產量就達7億t可開發的生物質能資源總量近期約為5億t標準煤。遠期可達到10億t標準煤。
    我國生物質發電技術。特別是生物質直燃發電技術近幾年得到了較快的發展，但未經加工的生物質本身具有揮發分高，含水率高，氯、鉀等堿金屬含量高等特點。當秸稈含水率超過40%時，直接利用生物質作為燃料時，燃燒不穩定，熱效率低。而我國生物質原料（如農林廢棄物）產量雖然巨大。但產地分散、能量密度低、隨季節變化性強，自然干燥失重大，儲存和運輸過程中占用大量的空間、損耗大。由此給生物質的高效清潔利用造成困難。生物質直接發電產業是“小電廠、大燃料”，目前生物質電廠基本都存在著燃料生產、收集、預處理、運輸、儲存、輸送上料過程中的各種問題，因此農作物散裝秸稈只能作為生物質能源化利用的初級燃料。難以滿足生物質發電、供熱等工業化需求。而生物質成型燃料技術為生物質的運輸、存儲及消防等難題提出了解決方向，具有廣闊的發展前景，也將帶來燃料能源的變革，產生巨大的經濟效益和社會效益。
1、生物質燃料成型技術
    生物質燃料成型技術是指在一定溫度與壓力條件下，將各類原本松散細碎的生物質廢棄物壓制成具有形狀規則的棒狀、塊狀、顆粒狀成型燃料的高新技術，以解決生物質運輸、儲存、防火等問題。根據生物質成型燃料制造工藝，可分為濕壓成型、熱壓成型和碳化成型3種主要形式，其成型機理為在外部加熱、加壓或常溫下原料顆粒先后經歷位置重新排列、顆粒機械變形和塑性流變等階段形成致密團聚物。目前市場上生物質成型機的種類大致分為3類：(1)螺旋擠壓式成型機；(2)活塞沖壓式成型機；(3)輥模碾壓式成型機，富通新能源生產線銷售顆粒機、木屑顆粒機等生物質燃料成型機械設備，同時我們還大量銷售楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料。
1.1螺旋擠壓式成型技術
    螺旋擠壓式成型機主要由擠出螺旋、擠出套筒、加熱圈等組成，如圖2所示。被粉碎的生物質原料在擠出螺旋的作用下被推入擠出套筒，套筒周圍的加熱圈則將生物質原料中的木質素加熱到軟化狀態，生物質原料在不斷的擠壓作用和軟化木質素產生的膠粘作用下而成型。成型后的棒狀燃料被源源不斷地送出，燃料棒的長度可根據需要而截斷。分為2類：機械驅動活塞式成型機和液壓驅動活塞式成型機。活塞在機械或液壓的驅動下作往復運動，已粉碎的生物質原料中的木質素在加熱圈的加熱作用下被軟化而產生膠粘作用，并在活塞的推動下在喉管處被擠壓而成型。為防止不斷被壓縮的生物質發生“堵死”現象。通過喉管己擠壓成型的部分擠壓力被釋放，以便成型棒順利排出成型裝置。
    螺旋擠壓式成型技術具有生產連續性好、產品密度高、成品質量好、熱值高、適合加工成碳化燃料的特點。但成型部件尤其是螺旋桿一直處于高溫高壓下工作，磨損嚴重，其壽命不足100h同時，單位產品電耗高，所以價格較高，目前市場上售價550- 800元肫。因此，這種生物質成型顆粒不適用于生物質電廠使用。
1.2活塞沖壓式成型技術
    活塞沖壓式成型機主要由活塞、加熱圈和成型喉管組成，如圖3中所示，按活塞的驅動力可以
    活塞沖壓式成型技術允許物料水分較高，但油缸往復運動間歇成型，生產率不高，而且產品質量也不太穩定，不適宜進一步炭化。與螺旋擠壓式成型機相比-這類成型機明顯改善了成型部件磨損嚴重的問題。但成型模腔仍然容易磨損。由于存在較大的振動負荷，所以機器運行穩定性差。噪音較大。但此種塊狀燃料成本較低，市場售價360～450元／t左右，適于生物質電廠使用。
1.3輥模碾壓式成型技術
    輥模碾壓式成型機根據壓模形狀的不同，可分為平模碾壓式成型機和環模碾壓式成型機。用輥模碾壓式成型的燃料一般不需要外部加熱，依靠物料掠奪成型時所產生的摩擦熱，即可使物料軟化和黏合。輥模碾壓式成型技術對物料的適應性最好，原料的含水率要求較寬，在l0%~40%均能成型。
    生物質燃料壓縮成型技術近年來取得了較
大的發展，但仍然存在諸多問題，主要包括：
    (1)磨損嚴重；
    (2)單位產量電耗高(60～100KW/t);
    (3)產量低，單機每小時只能生產0.5~2t
    由于目前的秸稈擠壓成型機過去是用來生產牲畜飼料，其生產能力遠遠不能滿足秸稈燃料的需求。因此，研發低磨損、高生產率、低電耗的秸稈成型機勢在必行。最有前途的燃料成型機可能是活塞沖壓機。因其磨損較輕，可以4～6個活塞缸同時工作，可望提高生產能力。
2、生物質成型燃料及其燃料特性
2 1生物質成型燃料
    生物質原料擠壓成型后，可提高秸稈燃料儲存、運輸能力。提高使用效率。擴大應用范圍。而且燃燒特性的改善也十分明顯。在鍋爐中燃燒時黑煙少、火力持久、燃燒充分、排放的飛灰少、NO，和SO4都遠比煤低。生物質成型燃料將成為清潔環保、燃燒效率高，能部分替代煤炭等化石燃料的新型生物質燃料。既可作為農村居民的炊事和取暖燃料。又可作為發電、供熱等工業化燃料，將會成為民用和工業用的生物質商品燃料，如表1所示。
    與生物質原料相比，生物質成型燃料具有如下特點：
    密度高，體積小。密度可達0.8～1.4t/m3,體積縮小6~8倍。便于儲存、運輸。以降低建設投資，降低自用電率，節省人力。
    含水率低、熱值高。一般可達3400 kcal/kg以上，能源密度相當于中質褐煤，有利于提高燃燒效率、降低燃燒耗量、提高能源利用率。
    形狀標準，粒度均勻。便于機械化輸送和燃燒時的自動化控制，有利于鍋爐穩定燃燒，降低自用電率。節省人力。
    可通過添加劑提高灰熔點。減少腐蝕。添加劑能有效地改善鍋爐積灰和結渣技術難題。同時提高灰、渣利用的可行性。也能有效地減少燃燒時煙氣中氯的含量，降低氯對鍋爐的腐蝕性。延長鍋爐使用壽命。
    用途廣泛。可用于常規層燃爐排工業鍋爐、水冷振動爐排鍋爐、流化床鍋爐進行直燃發電、供熱：也可與垃圾、煤混燒發電、供熱；還可作為生物質氣化、液化利用的原料。
2.2燃燒特性
2.2.1生物質原料燃燒特性
    生物質原料特別是秸稈類生物質密度小、體積大。其揮發分高達60%~70%。同時。熱分解溫度較低，一般在350℃就釋放出80%左右的揮發分，因此著火溫度低，燃燒速度快，燃燒開始不久迅速由動力區進入擴散區。揮發分在短時期內迅速燃燒，并放出大量的熱量。在傳統燃燒設備中，高溫煙氣來不及傳熱就由煙囪排出，造成了大量的排煙熱損失。
    另一方面。處于擴散燃料區中的生物質，揮發分劇烈燃燒所需要的氧量遠遠大于外界擴散所供應的氧量，供氧量明顯不足，使揮發分不能充分燃盡，從而形成了大量CO、H2、CH4等產物。造成氣體不完全燃燒損失大。而當揮發分釋放完畢，進入焦炭燃燒階段后，由于生物質焦炭的結構為松散狀。氣流的擾動就可使其解體懸浮起來，脫離燃燒層。迅速進入爐膛的上方空間，經過煙道由煙囪排出。形成大量的固體不完全燃燒熱損失。此時燃燒層剩下的焦炭量很少。不能形成燃燒中心，使得燃燒后勁不足。這時如不嚴格控制進入空氣量，將使空氣大量過剩，不但降低爐溫，而且增加排煙熱損失。
2.2.2成型燃料燃燒特性
    生物質成型燃料是經過高壓而形成的塊狀燃料，其密度遠遠大于生物質原料，其結構與組織特征就決定了揮發分的逸出速度與傳熱速度都大大降低。點火溫度有所升高。點火性能變差，但仍比型煤的點火性能要好。
    燃燒開始時揮發分緩慢分解，燃燒處于動力區，隨著揮發分燃燒逐漸進入過渡區與擴散區，燃燒速度適中，能夠使揮發分放出的熱量及時傳遞給受熱面，使排煙熱損失降低。同時揮發分燃燒所需的氧氣量與外界擴散過來的氧氣量相當，無需加入過多的空氣就能使揮發分充分燃盡，使氣體不完全燃燒損失與排煙熱損失大大減少。揮發分燃燒后，剩余的焦炭結構緊密，運動的氣流不能使焦炭解體懸浮，使焦炭能保持層狀燃燒。此時焦炭燃燒所需要的氧氣量與滲透擴散的氧氣量相當，燃燒穩定持續，爐溫較高，從而減少了固體與排煙熱損失。
    生物質成型燃料燃燒速度均勻適中。燃燒所需的氧氣量與外界滲透擴散的氧氣量能夠較好的匹配，燃燒波浪減小，燃燒相對穩定。
3、結論
    生物質成型燃料可提高生物質原料的儲存、運輸能力，提高使用效率，擴大應用范圍，可解決目前生物質電廠普遍存在的秸稈運輸、儲存、防火等問題。生物質塊狀燃料成本較低，市場價格合理，適用于生物質電廠發電。比生物質原料，生物質成型燃料有較好的燃燒特性。燃燒速度均勻適中，燃燒所需的氧氣量與外界滲透擴散的氧氣量相當，燃燒波浪減小，燃燒相對穩定。