生物质压块成型技术及设备研究
农作物秸秆生物质压块机的设计与研究
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作 者简介 ： 赵文峰 ， 男， １ ｔ ） ｎ ｊ年 出 生 ， 山 东 宙 泰 安 市人 ， 本科 ， 高 级工程师 ， 研 究方向： 农机 、 环 保 环 卫 机 械 等 的设 计 研发
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赵 文 峰 禚 圆圆 。 李 庆 毅 。 １ 、 山东 省 泰 安 市 农 业 机械 科学 研 究所 ２ 、 肥城 市 畜 丰农 牧 机 械 有 限 公 司 ３ 、 泰 安 航 天 特 种 车 有 限公 司
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生物质人造板材高速连续压制成型工艺设备的制作技术
本技术属于建筑材料生产技术领域，尤其为一种生物质人造板材高速连续压制成型工艺设备，包括所述筋板吊笼、压机、出板吊笼，采用2～n台10～m层所述压机并联使用，所述压机在统一的电脑控制中心控制下协同连续工作。
本技术以干枯的树叶、树枝、废弃的杂草或废弃的植物秸秆和为主要原料，配以适量的胶黏剂、防霉剂和添加剂，混合并铺装均匀后模压成型，该设备生产效率高，产品质量稳定，生产成本低，能够充分利用废弃的干树叶和植物秸秆，代替其他木质或者其他混凝土、加气块、砖、硅钙板、石膏板、各种水泥纤维板等建筑材料，制成装配式建筑材料，施工方便，成本低等显著优点。
技术要求1.一种生物质人造板材高速连续压制成型工艺设备，其特征在于：包括所述筋板吊笼、压机、出板吊笼，采用2～n台10～m层所述压机并联使用，所述压机在统一的电脑控制中心控制下协同连续工作。
2.根据权利要求1所述的一种生物质人造板材高速连续压制成型工艺设备，其特征在于：采用2台10层所述压机并联使用，在统一的电脑控制中心控制下协同连续工作。
3.根据权利要求1所述的一种生物质人造板材高速连续压制成型工艺设备，其特征在于：采用20台15层所述压机并联使用，在统一的电脑控制中心控制下协同连续工作。
4.根据权利要求1所述的一种生物质人造板材高速连续压制成型工艺设备，其特征在于：采用20台20层所述压机并联使用，在统一的电脑控制中心控制下协同连续工作。
5.根据权利要求1所述的一种生物质人造板材高速连续压制成型工艺设备，其特征在于：采用5台12层所述压机并联使用，在统一的电脑控制中心控制下协同连续工作。
技术说明书一种生物质人造板材高速连续压制成型工艺设备技术领域本技术涉及建筑材料生产技术领域，具体为一种生物质人造板材高速连续压制成型工艺设备。
背景技术现有的秸秆板材生产机械设备多数是单个多层压机，也有滚压式连续压机。
多层压机本来是用于生产木质人造板，例如中密度板、刨花板和高密度板等，现在转用于生产秸秆板材。
生物质固化成型设备及其成型影响因素分析
生物质固化成型设备及其成型影响因素分析生物质固化成型是将生物质材料进行压缩、加热、干燥等处理，使其固化形成密度较高、耐久性强的成型产品。
该成型方式在生物质能利用领域中具有广泛的应用，例如生物质燃料、生物质生物质炭、生物质制氢等。
在这些应用中，生物质固化成型设备的使用至关重要。
本文将介绍生物质固化成型设备及其成型影响因素。
一、生物质固化成型设备生物质固化成型设备包括压力机、干燥器、热压机、冷却装置等。
这些设备对生物质材料的成型效果有着直接的影响。
下面分别介绍各个设备的作用。
1.压力机压力机是将生物质原料进行压缩的主要设备。
通过压缩，生物质的密度得到提高，以便更好地固化成型。
压力机的压缩力度和速度对成型质量有着关键的影响。
过强的压缩力度可能导致生物质原料脆性增大、分散性降低，而过慢的压缩速度则可能导致生物质原料的成型质量不足。
因此，压力机的参数应调整到最佳状态，以确保生物质原料达到最佳的成型效果。
2.干燥器干燥器是将生物质原料中的水分蒸发掉的设备。
干燥器的温度和湿度要根据生物质原料的成分和含水量来调整，以便达到最佳的干燥效果。
同时，干燥时间和干燥速度也是影响成型质量的重要因素。
如果干燥时间过长，会使生物质原料过度干燥，并导致成型难度增大；如果干燥速度不够快，那么生物质原料的表面水分很难挥发，成型效果不佳。
3.热压机4.冷却装置冷却装置是对生物质固化成型后的产品进行冷却、硬化的设备。
冷却过程中的温度、压力都对产品质量有着重要的影响。
如果温度过高或者压力不适当，就会导致产品表面破裂、变形等质量问题。
二、成型影响因素分析生物质材料的成型效果主要由原料的性质、处理方式、成型设备的参数等因素共同决定。
具体来说，以下几个因素对生物质固化成型影响最大：成型压力是影响成型质量的关键因素之一。
成型压力越大，生物质原料的密度越高，成型质量也会越好。
但是，成型压力过大也会导致生物质原料的成型困难，甚至会导致原料强度下降，影响成型效果。
生物质固化成型设备及其成型影响因素分析
生物质固化成型设备及其成型影响因素分析生物质固化成型是将农林废弃物、农作物秸秆等可再生能源转化为固体燃料的一种技术。
这种技术可以有效地利用废弃物资源，减少环境污染，并提供可再生能源。
生物质固化成型设备是实现这一技术的工具，它的设计和操作将直接影响成型品质和生产效率。
生物质固化成型设备主要包括颚式破碎机、切割机、烘干机、进料机、制粒机、冷却器、包装机等。
颚式破碎机用于将生物质原料破碎成适合制粒的大小；切割机用于将原料进行切割，以便进一步加工；烘干机用于将原料进行烘干，以去除其内部水分；进料机用于将破碎后的原料送入制粒机；制粒机用于将原料进行压制成固体燃料颗粒；冷却器用于将制成的颗粒冷却至室温；包装机用于将颗粒进行包装。
影响生物质固化成型设备成型的因素包括原料的物理性质、成型工艺参数和设备设计参数。
原料的物理性质主要包括颗粒大小、水分含量、密度和粘度等。
颗粒大小影响原料在制粒机中的压制效果，过大或过小的颗粒都会影响成型品质；水分含量影响原料的压制成型过程中的加压力和粘接力，过高或过低的水分含量都会影响成型品质；密度和粘度影响原料在制粒机中的流动性和塑性，过高或过低的密度和粘度都会影响成型品质。
设备设计参数主要包括设备结构、刀具形式、进料方式和制粒机模具等。
设备结构影响设备的稳定性和操作性，合理的结构将有助于提高成型品质和生产效率；刀具形式影响原料的切割效果，适合的刀具形式将有助于提高成型品质和生产效率；进料方式影响原料的均匀性和流动性，合理的进料方式将有助于提高成型品质和生产效率；制粒机模具影响原料的压制效果，合理的模具设计将有助于提高成型品质和生产效率。
生物质固化成型设备及其成型影响因素分析对于提高生物质固化成型技术的效果和使用效率具有重要意义。
通过合理设计和操作，可以提高成型品质，提高生产效率，实现废弃物资源的有效利用。
生物质(农作物秸秆)致密成型技术概述
2 成型原料问题 生物质原料的特点是具有季节性、分散性，因此严
重的影响了生物质致密成型燃料的工业化生产，根据 中国特色，必须考虑生物质的收集半径。建议采取分 散设点加工及就地使用和集中调配使用的方法。解决 上述问题。考虑到收集范围问题，生物质致密成型设 备的生产率不宜过大。 3 配套设备问题
结渣：是由于秸秆相对于煤和其它的燃料中的碱金属和氯的含量较 高(钾1%左右，氯0.8%左右，是突出特点）加之秸秆收集过程中 带入较多的的SiO2，就使其在燃烧过程中产生含有较多碱金属的 飞灰颗粒。这些颗粒易凝结在锅炉部分受热面上，一定程度下形 成玻璃状的结渣，是一种复杂混合物。严重的结渣会使锅炉停止 运转。
农林废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，木质素为 光合作用形成的天然聚合体，具有复杂的三维结构，是高分子物 质，在植物中含量约为15%～30%。当温度达到70～100℃，木 质素开始软化，并有一定的黏度。当达到200～300℃时，呈熔融 状，黏度变高。此时若施加一定的外力，可使它与纤维素紧密粘 结，使植物体积大量减少，密度显著增加，取消外力后，由于非 弹性的纤维分子间的相互缠绕，其仍能保持给定形状，冷却后强 度进一步增加，成为成型燃料。
CF型后，体积缩小，密度可达 1t/m3左右， 含水率在20%以下，便于贮存和运输。 成型燃料在燃烧过程中热值可达16000kJ/kg左右， 燃烧过程相对干净，热性能优于木材，体积发热量 与中质煤相当，可广泛用于民用炊事炉、取暖炉、 生物质气化炉、高效燃烧炉和小型锅炉，是易于进 行商品化生产和销售的可再生能源。
腐蚀：FeCL3 、碱金属 其它：我国化肥使用多，秸秆中N含量较高，据研究，N2O的温室
效应威力是CO2的296倍。还有一些燃烧微量元素的幅射都远远 大于其他燃料。
生物质固化成型设备及其成型影响因素分析
生物质固化成型设备及其成型影响因素分析一、生物质固化成型设备的工作原理生物质固化成型设备主要用于将生物质原料转化为固体燃料或生物质颗粒，以便于存储、运输和燃烧利用。
常见的生物质固化成型设备有颗粒机、压缩机和制粒机等。
1. 颗粒机：颗粒机是常用的生物质固化成型设备之一，主要由进料装置、压辊、模具和出料装置组成。
工作原理为生物质颗粒材料通过进料装置进入压辊空间，经过一对旋转的压辊挤压成型，在模具的作用下产生颗粒，最终由出料装置排出。
2. 压缩机：压缩机是将生物质原料在高压下经过挤压成型的设备，主要用于生产高密度的生物质固体燃料。
其工作原理为利用机械或液压装置对生物质原料施加高压，使其在模具内部成型并固化。
二、生物质固化成型影响因素分析生物质固化成型设备在进行成型过程中，受到多种因素的影响，包括生物质原料特性、成型工艺参数、设备结构和操作技术等，在实际生产中需要综合考虑这些因素。
1. 生物质原料特性：生物质原料的湿度、颗粒度、含水率、纤维形态等特性对成型效果有着重要影响。
湿度过高会影响颗粒的稳定性和燃烧性能，颗粒度过大或过小都会影响成型效果，含水率过高会增加成型能耗，而纤维形态不良也会影响成型质量。
2. 成型工艺参数：成型工艺参数包括压力、温度、速度等，对成型效果有着直接影响。
适当的成型压力和温度能够提高成型密度和强度，但过高的压力和温度会增加设备磨损和能耗，适当的成型速度能够保证成型质量和生产效率。
3. 设备结构和操作技术：生物质固化成型设备的结构特点和操作技术对成型效果和生产效率有着重要影响。
合理的设备结构能够保证成型质量和安全生产，良好的操作技术能够提高设备利用率和降低维护成本。
生物质固化成型设备及其成型影响因素的分析对于提高生物质固化成型技术的成型效果和生产效率具有重要意义。
在实际生产中，需要全面考虑生物质原料特性、成型工艺参数、设备结构和操作技术等因素，以优化设备配置和工艺流程，提高生物质固化成型的成型质量和生产效率。
生物质能生物质压缩成型技术的研究
生物质能生物质压缩成型技术的研究一、现状分析生物质能是指由植物、动物等生物体以及它们的代谢产物为基础，通过化学、物理等方式转变为可利用能量的形式。
生物质能具有可再生、环保等优点，所以备受人们关注。
生物质的直接利用方式有很多种，如生物质压缩成型技术，是一种将生物质原料压缩成成型物，提高储存和运输的效率的方法。
目前，生物质压缩成型技术已经在生物质能行业得到广泛应用。
生物质原料经过压缩成型后，可以制成各种形状的成型物，如颗粒、砖块等，提高了生物质的密度和稳定性。
这有利于减少储存和运输成本，提高生物质能的利用效率。
生物质压缩成型技术也有利于减少生物质能的灰尘排放，改善环境。
然而，生物质压缩成型技术在应用过程中还存在一些问题。
在压缩成型过程中，由于生物质原料的性质复杂，可能会导致成型物的密度不均匀，质量不稳定。
生物质压缩成型设备的耐磨性和耐腐蚀性也是一个问题，长期使用后需要进行维护或更换，增加了成本。
生物质压缩成型过程中，产生的废水和废渣的处理也是一个不容忽视的环境问题。
二、存在问题1.生物质原料的性质复杂，导致成型物密度不均匀，质量不稳定。
2.生物质压缩成型设备的耐磨性和耐腐蚀性较差，增加了维护成本。
3.废水和废渣处理问题亟待解决。
三、对策建议1.改进生物质压缩成型工艺，提高成型物的密度均匀性和质量稳定性。
可以通过调整原料比例、优化工艺参数等方法来改善这一问题。
2.加强生物质压缩成型设备的研发，提高其耐磨性和耐腐蚀性。
可以采用耐磨材料以及进行表面处理等手段来解决这一问题，并提高设备的长期稳定性。
3.加强废水和废渣处理技术研究，实现资源化利用和减少环境污染。
可以利用生物质废水中的有机物质和养分来生产肥料等，同时采用先进的处理技术来减少废渣的对环境的影响。
四、结论生物质压缩成型技术是生物质能行业中一种重要的利用方式，可以提高生物质能的储存和运输效率。
然而，在实际应用中还存在一些问题需要解决，需要加强技术研究和设备开发，同时关注环境问题，实现生物质能的可持续利用。
生物质压块成型技术应用
弃和 焚 烧 ，造 成 生物 质 能源 的严 重 浪 费 和 环境 污
染 。 因此 ，加 快 我 国 生物 质 压 块 技 术 的应 用 ，提
素开 始 软 化 ，并产 生 一定 的黏 度 ；当温 度 提 高 到 １ ０ ２ ０Ｃ 时，生物 质呈 熔融 状 ，黏度 变高 ，此 ０ ￣ ０ 。 时增 加 一 定 的压 力 ， 可使 它 与 纤 维 素 紧密 黏 结 ， 使 植物 体积 大 量 减 少 ，密度 显 著 增 加 。取 消 压 力 后 ， 由于 非弹 性 的纤 维 分 子 问相 互 缠 绕 ，仍 能保 持 压制 形状 ，待 冷 却 后 强度 进 一 步 增 加 ，成 为成
型燃 料 。 生 物质 压 块 成 型 燃 料 的 生产 工 艺 过 程 一 般 分
高农 作 物 秸 秆 和 林 业 废 弃物 的利 用 率 ，减 少 生物
质 能源 的浪 费和 环 境 污 染 ，有 利 于 促 进 我 国国 民 经济 可持 续发展 。
１ 生物质压块成型技术特点 生物 质 压 块 成 型 后 ，体 积 缩 小 ２ ～ ３ 倍 ，密 ０ ０
２ 生物质压块成型燃料技术方法 生 物质 压块 成 型技 术 是 把 农 林废 弃物 （ 作 农 物 秸 秆 、 稻 壳 、树 枝 、树 皮 、锯 屑 等 ）粉 碎 、干
燥 后 ，将 原料 含水 率 控制 在 ２ ％ ０ 左右 ，在 一定 的压 力 作 用 下 （ 热 或不 加 热 ）连 续 挤 压 制 成棒 状 、 加
生 物 质 压块 成 型技 市 应用
孙啸 萍 徐 敏
我 国人 口众 多 ，是 一 个 能 源 供 需 矛盾 比较 突 出 的 国家 ，人 均 能源 拥 有 量 与 发 达 国家 相 比差 距 较 大 ，而 目前 我 国在 生物 质 能源 利 用 上 还 比较 落 后 ，约有 ５ ％ ０ 的农作 物 秸秆 和 部分 林业 剩 余物 被废
生物质燃料成型技术研究现状
生物质燃料成型技术研究现状生物质燃料成型技术是一种将生物质原料加工成颗粒状或块状燃料的技术。
随着全球对可再生能源的需求增加，生物质燃料成型技术得到了广泛关注和研究。
本文将介绍生物质燃料成型技术的研究现状。
生物质燃料成型技术的原料主要包括农作物秸秆、木材废料、食品加工废弃物等。
这些原料具有丰富的能源含量和可再生特性，是理想的生物质燃料原料。
目前，研究者们致力于寻找更多的生物质燃料原料，并优化原料的利用方式，以提高生物质燃料的生产效率和经济性。
生物质燃料成型技术主要包括压制成型和颗粒成型两种方式。
压制成型是将生物质原料通过压力作用使其成型，常见的方法有压片法和压块法。
颗粒成型则是将生物质原料通过机械力和热力作用使其成型，主要有挤压成型和热压成型两种方法。
这些成型技术在生物质燃料生产中起到了至关重要的作用，研究者们通过改进成型工艺和设备，提高了生物质燃料的成型质量和生产效率。
生物质燃料成型技术还面临一些挑战和问题。
首先是原料的异质性和含水率的波动性，这对成型工艺和设备的稳定性提出了要求。
其次是成型过程中的能耗和环境污染问题，需要通过技术手段减少二氧化碳和颗粒物的排放。
同时，成型过程中的机械磨损和设备维护也是需要解决的问题。
为了解决这些问题，研究者们不断进行创新和改进。
他们通过改进原料预处理方法，减少原料的湿度和杂质含量，提高了成型工艺的稳定性。
同时，他们还研发了新型的成型设备，提高了生物质燃料的成型质量和生产效率。
此外，一些新技术的应用，如超声波成型和微波成型，也为生物质燃料成型技术的发展带来了新的机遇。
当前，全球各国都在加大对生物质燃料成型技术的研究和推广力度。
研究者们致力于改进成型工艺和设备，提高生物质燃料的成型效率和经济性。
同时，政府和企业也加大了对生物质燃料成型技术的支持和投资，推动其产业化和应用。
生物质燃料成型技术的研究现状显示出了巨大的发展潜力和广阔的市场前景。
生物质燃料成型技术是一项重要的可再生能源技术，具有重要的经济和环境效益。
对辊式生物质压块机的设计与试验
对辊式生物质压块机的设计与试验付敏;韩立志;张水;张腾;姜晓彤;刘金骅【摘要】现有的生物质成型机多采用开式压缩成型结构,存在能耗高、生产率低和对物料粒度要求严格等问题.文章以降低能耗、提高生产率和增强物料适应性为目标,设计了一种新型对辊式生物质压块机,该压块机通过对辊上相向旋转的椭圆形模具型腔,实现物料的闭式压缩成型.整机采用分体机架三层式结构,通过一级螺旋压缩机、二级增压装置、三级对辊挤压装置组成的组合增压成型系统,可实现对物料的逐级压缩成型.通过脱模力计算,设计了可以提高对辊有效工作面积的椭圆形成型辊模具和增压辊人字形模具,并进行了受力分析.样机试验结果表明,样机的生产率为1 032.6 kg/h,能耗为38.8 kW·h/t、成型率为91.5％,各项指标均达到了农业行业标准(NT/T 1882-2010)的要求.%Many biomass molding machines was adopted open compressed molding structure currently,which had many problems such as high energy consumption,low productivity and strict material granularity requirement etc.The thesis basis aimed at reducing energy consumption,improving productivity and enhancing good adaptability for materials,designed a double-roll biomass briquetting machine.The material was compressed to achieve closed molding via the oval mold cavity,which was on the opposite rollers rotating in opposite directions.The biomass compression molding machine was adopted a three-layer structure layout to form a combined pressurization molding system,compressed materials into shapes gradually.The elliptical forming roll mould which could improve the effective working area of the roller and the roller-shaped chevron mould were designed through the ejection forcecalculation,and carried on the force analysis.It had been proved by prototype the following indices:production rate was 1 032.6 kg/h,energy consumption was 38.8 kW·h/t and forming rate was 91.5％;these indices had reached the requirements of Agricuhural Standard (NT/T1882-2010).【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2017(035)005【总页数】8页(P645-652)【关键词】生物质;压块燃料;闭式成型;对辊式【作者】付敏;韩立志;张水;张腾;姜晓彤;刘金骅【作者单位】东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】TK6生物质成型机是一种能够将粉碎的生物质原料，经过压缩成型，制成颗粒、棒状或块状，用以燃烧或当作饲料的机器[1]，[2]。
生物质压块成型设备研究现状
生物质压块成型设备研究现状付敏;郭婉丽;梁栋【摘要】This paper likes to provide a development of biomass briquette forming equipment at home and abroad.Summarized the main types and characteristics of biomass briquetting forming equipment. Analysis of existing domestic problems of molding equipment. And for the main problems of the forming equipment and the characteristics of the straw biomass resources in Heilongjiang Province. Proposed the development direction of the biomass straw equipment suitable for biomass raw materials in Heilongjiang.%该文介绍了国内外生物质压块成型设备的发展现状，综述了生物质压块成型设备的主要类型及特点，分析国内现有成型设备存在的问题，并针对目前黑龙江省生物质秸秆资源的特点及成型设备设备存在的主要问题，提出了适用于黑龙江地区秸秆原料的生物质秸秆压块成型设备的发展方向。
【期刊名称】《科技创新导报》【年(卷),期】2015(000)017【总页数】4页(P137-139,141)【关键词】生物质;秸秆压块;成型技术;成型设备【作者】付敏;郭婉丽;梁栋【作者单位】东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】TK6我国是一个农业大国，有着丰富的农业生物质资源[1]。
生物质压缩成型技术的研究
生物质压缩成型技术的研究山东理工大学轻工与农业工程学院 周春梅 山东省科学院能源研究所 许 敏山东理工大学轻工与农业工程学院 易维明[摘 要]摘要:本文主要对生物质压缩成型技术的发展历史、研究现状、成型原理、成型工艺及相关设备进行了论述。
总结了成型技术在推广应用中存在的主要问题,并提出了相应的解决措施。
[关键词]生物质能 压缩成型技术 成型原理 成型工艺 存在问题 0、引言我国生物质能资源非常丰富,但是,作为一种散抛型低容重的能源存在形式,生物质能源具有资源分散、能量密度低、容重小、储运不方便等缺点,严重制约了生物质能的大规模应用。
所以生物质高品位转换技术的研究便成为人们开发利用生物质能的重点。
而近年来对生物质压缩成型技术的改进创新发展,为高效利用农林废弃物、农作物秸秆等重新提供了一条途径。
生物质压缩成型就是将生物质废弃物,用机械加压的方法,使原来松散、无定形的原料压缩成具有一定形状、密度较大的固体成型燃料[1]。
生物质在经过压缩成型之后,其密度、强度和燃烧性能都有了本质的改善,大大提高了生物质作为燃料的品质。
可以在生活用能、饮食服务业,如采暖、烧饭、烘烤食品等得到高效清洁应用。
1、生物质压缩成型技术的发展历史及研究现状生物质压缩成型技术的研究始于20世纪初,到目前为止,世界上各个国家研究的重点还是集中在生物质压缩成型燃料的制造技术和相应燃烧设备的开发上[2]。
1.1国外发展历史及研究现状早在20世纪30年代,美国就开始研究压缩成型燃料技术并研制了螺旋式成型机。
在1976年,开发出了生物质颗粒燃烧设备。
日本于20世纪50年代引进成型技术后进行了改进,发展成了日本压缩成型燃料的工业体系,研制出了棒状燃料成型机及相关的燃烧设备。
20世纪70年代后期,由于出现世界能源危机,石油价格上涨,西欧许多国家如芬兰、比利时、法国、德国、意大利等也开始重视压缩成型燃料技术的研究[3]。
当前,日本、美国及欧洲一些国家生物质成型燃料燃烧设备已经定型,形成了产业化,在加热、供暖、干燥、发电等领域已经普遍推广应用[4]。
生物质压缩成型技术
生物质压缩成型技术一、生物质压缩成型的基本成型原理生物质压缩成型技术是指具有一定粒度的农林废弃物，如锯屑、稻壳、树枝、秸秆等，干燥后在一定的压力作用下（加热或不加热），可连续压制成棒状、粒状、块状等各种成型燃料的加工工艺，有些压缩成型技术还需要加入一定的添加剂或粘结剂。
一般生物压缩成型主要是利用木质素的胶黏作用。
农林废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，木质素为光合作用形成的天然聚合体，具有复杂的三维结构，是高分子物质，在植物中含量约为15%~30%。
当温度达到70~100℃，木质素开始软化，并有一定的黏度。
当达到200~300℃时，呈熔融状，黏度变高。
此时若施加一定的外力，可使它与纤维素紧密粘结，使植物体积大量减少，密度显著增加，取消外力后，由于非弹性的纤维分子间的相互缠绕，其仍能保持给定形状，冷却后强度进一步增加，成为燃料。
二、生物成型技术的国内外研究现状生物质压缩成型技术的研究始于本世纪40年代。
其中规模较大的开发利用是在八十年代以后。
由于出现石油危机，石油价格上涨，西欧、美国的木材加工厂提出用木材实现能源自给，因此，生物质压缩技术发展的很快，在很多国家成为一种产业。
美国早在上世纪30年代就开始研究压缩成型燃料技术，并研制了螺旋式成型机，在一定的温度和压力下，能把木屑和刨花压缩成固体成型燃料。
日本在50年代从国外引进技术后进行了改进，并发展成了日本压缩成型燃料的工业体系。
法国开始时用秸秆的压缩粒作为奶牛饲料，近年来也开始研究压缩块燃料。
印度队这些技术的研究应用也相当重视。
在我国，这项研究也得到了政府的关注和支持。
近年来，国内科研单位加大了研究的力度，取得了明显的进展。
多个大学与企业联合对生物质成型技术进行了研究。
浙江大学生物机电研究所能源清洁利用国家重点实验室在生物质成性理论、成型燃料技术等方面进行了研究。
国内一些生产颗粒饲料的厂家也开始在原设备的基础上生产生物质致密成型燃料。
河南农业大学农业部可再生能源实验室从1992年开始相继开发生产了液压式、辊压式和螺杆式生物质致密成型机，并以小批量生产，取得了较好的社会效益和经济效益。
生物质压缩成型技术的研究进展
生物质压缩成型技术的研究进展煤、石油和天然气等化石能源在为人类社会发展提供能源动力的同时，也对人类的生存环境造成了巨大的危害，如温室效应、NO，排放、SO：排放和粉尘污染等。
与此同时，人类社会也面临着化石能源枯竭的问题，所以寻求开发新的能源，实现社会的可持续发展也日益受到世界各国的重视。
生物质能源作为一种可再生的清洁能源，有着良好的发展前景。
美国国家科学院在《1985～2010年的能源转换》中明确指出：“到2010年，大规模生物质转化所获得的能量将是1985年能源总需求量的20倍”。
我国也提出了“到2020年，可再生能源在能源构成中的比例要占10％左右”的可再生能源发展战略。
但是生物质资源也具有能源密度低、可利用半径小、生产具有季节性、存储损耗大和存储费用高的缺点。
而生物质压缩成型，即生物质致密成型是克服上述缺点的有效技术手段之一。
1 生物质压缩成型的理论依据1962年德国的Rumpf针对不同材料的压缩成型，将成型物内部的粘结力类型和粘结方式分成5类：①固体颗粒桥接或架桥；②非自由移动粘结剂作用的粘结力；③自由移动液体的表面张力和毛细压力；④粒子间的分子吸引力(范德华力)或静电引力；⑤固体粒子间的充填或嵌合。
J.A.Lindley在对生物质燃料压缩成型的研究中指出，虽然成型物的密度和强度受温度、含水量、压力和添加剂等诸多因素影响，但实质上，都可以用Rumpf所述的一种或一种以上的粘结类型和粘结力来解释生物质成型物内部的成型机制。
一般认为，植物细胞中不仅含有纤维素、半纤维素，还含有木质素，简称木紊。
木素是具有芳香族特性的、结构单体为苯丙烷型的立体结构高分子化合物。
在阔叶木、针叶木中干燥基木素含量为27％～32％，禾草中木素含量为14％～25％。
虽然在各种植物中都含有木素，但它们的组成、结构并不完全一样。
在常温下木素不溶于任何有机溶剂。
木素属非晶体，没有熔点，但有软化点，当温度为70～100℃时，粘合力开始增加。
生物质压块成型技术应用
与 中质煤相 当， 热值可达 １ ０ Ｊ ｇ并 可实现温 ６ ０ ／， ０ ｋｋ 室气 体 二氧 化碳 的“ ” 零 排放 。因为 生 物质 成 型燃料 的能量 来源 于 自然 界光 合作 用 ，固定 于植 物 上 的太
阳能 ，其燃 烧 时所 释放 的二氧 化碳 来 自于植 物 的生 长， 是对 自然 界 二 氧 化碳 的吸 收 ， 以 ， 物 质 成 型 所 生 燃 料是 具有 二 氧化碳 生 态 “ ” 零 排放 的特点 。而煤 炭
颗粒 状或 块状 成型 燃料 。
３ 生 物 质 压块 技 术成 熟 情 况
我 国于 ２ 纪 ８ ０世 Ｏ年代 开始 引进 研究 生 物质 压
低碳排放 ， 减少环境污染” 国际标准要求 。
２ 生物质压块成型燃料 技术方法
生物质压块成型技术是把农林废弃物 （ 农作物 秸秆 、 稻壳 、 树枝 、 皮 、 屑等 ） 碎及 干燥 后 ， 料 树 锯 粉 原
促 进 我 国 国民经 济可持 续发 展 。 关键词 ： 生物 质 ； 压块 ； 术 应 用 技
１ 生物质压缩小 ２ ３ 倍 ， Ｏ～ ０ 密度
可 达 到 １／ 右 ， 水量 在 ２ ％以下 ， 于贮 存 和 ｍ 左 ｔ 含 ０ 便 运 输 ，可作 为 生物 质成 型燃 料 ，广泛 用 于 民用炊 事 炉 、 暖炉 、 取 生物 质气 化 炉 、 锅炉 及 生物 质发 电厂等 。 生 物质 成型 燃料 热性 能 优 于木 材 ，单 位体 积发 热 量
第３ ８卷第 ３期
２１ ０ ２年 ６月
农 业 装 备 技 术
Ａ ｒｃ ｌ ｒ ｌ ｑ ｉ ｍｅ ｔ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｇ ｉｕ ｔ ａ ｕ ｐ ｎ ｕ Ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙ
生物质(秸秆)燃料挤压成型机的设计与研究
生物质（秸秆）燃料挤压成型机的设计与研究生物质（秸秆）燃料挤压成型机的设计与研究摘要：随着环保意识的增强和对可再生能源的需求不断增长，生物质燃料的开发和利用逐渐成为国内外研究的热点。
本文对生物质（秸秆）燃料挤压成型机的设计与研究进行了探讨，通过分析生物质燃料的特性及应用前景，提出了一种基于挤压成型的生物质燃料制备方法，并设计了相应的挤压成型机，实现了生物质燃料的高效生产及利用。
关键词：生物质燃料；秸秆；挤压成型；设计；研究1. 引言近年来，全球能源危机愈发突显，化石燃料的快速消耗使得替代能源的研究与开发变得迫在眉睫。
作为一种可再生能源，生物质燃料因其低碳环保、经济实用的特点而备受关注。
秸秆作为一种常见的农副产品，具有丰富的生物质资源，其转化为生物质燃料对于深化农村能源改革、促进可持续发展具有重要意义。
2. 生物质燃料特性及应用前景生物质燃料是一种通过生物质转化得到的固体、液体或气体能源，具有广泛应用前景。
首先，生物质燃料的资源丰富，如秸秆、木屑、稻壳等，不仅可以减少农业废弃物的堆积，还可以降低温室气体的排放。
其次，生物质燃料的燃烧过程中产生的二氧化碳量与生物质燃料的吸收量相当，可以实现零碳排放。
再者，生物质燃料的价格相对较低，可以减少能源成本，提高能源利用效率。
3. 挤压成型机的工作原理挤压成型是将物料通过一定压力和温度下，利用模具挤压作用使其形成一定形状的工艺过程。
生物质燃料的挤压成型机主要由模具、压辊、电机等组成，其工作原理为：先将生物质燃料经预处理后送入料斗，由传动装置将物料送入模具腔室内，在压辊的作用下，物料受到极高的压力作用，形成一定密度与形状的燃料颗粒。
4. 生物质（秸秆）燃料挤压成型机的设计与研究针对生物质（秸秆）燃料的特性和挤压成型工艺，本文设计了一种挤压成型机。
首先，选取适宜的模具材料和设计合适的模具结构，以保证成型机的强度和耐磨性。
其次，合理设置压辊与模具之间的间隙，以保证物料能够充分挤压，避免堵塞和过度压缩。
生物质压缩成型技术的研究进展
生物质压缩成型技术的研究进展煤、石油和天然气等化石能源在为人类社会发展提供能源动力的同时，也对人类的生存环境造成了巨大的危害，如温室效应、NO，排放、SO：排放和粉尘污染等。
与此同时，人类社会也面临着化石能源枯竭的问题，所以寻求开发新的能源，实现社会的可持续发展也日益受到世界各国的重视。
生物质能源作为一种可再生的清洁能源，有着良好的发展前景。
美国国家科学院在《1985～2010年的能源转换》中明确指出：“到2010年，大规模生物质转化所获得的能量将是1985年能源总需求量的20倍”。
我国也提出了“到2020年，可再生能源在能源构成中的比例要占10％左右”的可再生能源发展战略。
但是生物质资源也具有能源密度低、可利用半径小、生产具有季节性、存储损耗大和存储费用高的缺点。
而生物质压缩成型，即生物质致密成型是克服上述缺点的有效技术手段之一。
1 生物质压缩成型的理论依据1962年德国的Rumpf针对不同材料的压缩成型，将成型物内部的粘结力类型和粘结方式分成5类：①固体颗粒桥接或架桥；②非自由移动粘结剂作用的粘结力；③自由移动液体的表面张力和毛细压力；④粒子间的分子吸引力(范德华力)或静电引力；⑤固体粒子间的充填或嵌合。
J.A.Lindley在对生物质燃料压缩成型的研究中指出，虽然成型物的密度和强度受温度、含水量、压力和添加剂等诸多因素影响，但实质上，都可以用Rumpf所述的一种或一种以上的粘结类型和粘结力来解释生物质成型物内部的成型机制。
一般认为，植物细胞中不仅含有纤维素、半纤维素，还含有木质素，简称木紊。
木素是具有芳香族特性的、结构单体为苯丙烷型的立体结构高分子化合物。
在阔叶木、针叶木中干燥基木素含量为27％～32％，禾草中木素含量为14％～25％。
虽然在各种植物中都含有木素，但它们的组成、结构并不完全一样。
在常温下木素不溶于任何有机溶剂。
木素属非晶体，没有熔点，但有软化点，当温度为70～100℃时，粘合力开始增加。
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生物质压块成型技术及设备研究
2008/12/24 来源：济南市外国专家局
项目名称:生物质压块成型技术及设备研究
用人单位:济南市外国专家局
省市地区:山东省
行业:其他
项目概况:
项目简要总结和成果
本项目主要研究适合中国国情的秸秆类生物质冷成型技术的研究，克服传统生物质成型需要加热的瓶颈，将中国丰富的生物质原料转化为高品位清洁燃料，代替煤等常规能源。
目前国内外农林废弃物固化成型技术及设备的研究发展主要有三类：以日本为代表开发的螺旋挤压方式生产的棒状成型技术；欧洲各国开发的活塞式挤压条状成型技术；美国研发的内压滚筒颗粒状成型技术。
但上述三种设备都存在能耗大，主件易磨损，寿命较低，这大大增加了生物质固化成型的成本。
目前欧洲国家生物质成型主要采用热成型技术，即利用生物质中的木质素加温塑化粘结成型的原理，挤压成型中必须设置电加热设备或蒸汽加热设备将原料加热到160～280℃的高温下进行成型，消耗大量电能和热能，机件磨损大，关键部件寿命极短，而无须外部热源加热的生物质冷成型技术则应用得非常少。
另外欧美国家森林覆盖率高，生物质成型原料主要为木屑、锯末等林业加工废弃物，原料中木质素含量较高，容易成型；而我国生物质绝大多数为农作物秸秆等，秸秆类生物质原料中木质素含量相对较低，在成型过程中相对比较困难。
乌克兰生物质能研究所在生物质固化成型方面的研究水平处于世界先进行列，其生物质能成型技术打破了传统成型技术需进行加热的瓶颈，以生产开发出低能耗的生物质冷成型设备，并已经在乌克兰国内进入商业领域，取得了很好的经济社会和环境效益。
该项技术的优势在于不依赖于传统的“木质素粘接”成型，而是建立在生物质材料经过双内环轮对滚“挤压”“碾切”后，使纤维素分子团错位、延展，在较小的压力下，使其层层相叠，严密包裹重新组合成型。
其成型机理与目前成型工艺相比，取消了成型过程中电加热、设备体积小、能耗低、成型施压低、成品密度高。
成型燃料无须冷却即可包装储存，同时由于成型设备在常温下工作，提高了设备的使用寿命，使操作、维护更为方便、安全。
该项目的技术引进对我国的生物质成型技术领域来说，是一次革命性突破，它将大大缩短我国在该技术领域与世界先进水平的差距，为我国将丰富的生物质资源转化为高品质能源，实现生物质能生产与利用的产业链的对接，进而向产业化和规模化方向发展，建立资源-能源-环境一体化的生物质能源系统，推动社会可持续发展，建设节约环保型社会具有重要的意义。
2006年1月至2006年9月期间，乌克兰专家三次来华进行技术指导，在华期间，双方主要做了如下工作：
（1）乌方向我方技术人员详细地分析介绍国际成型的主要工艺和形式，双方根据中国具体的生物质资源种类选取出了适合我国国情和资源状况的成型工艺。
（2）中乌双方结合中乌两国原材料收集的实际，研究了不同生物质原料收集最优化模型，建立了成型理论数值模型、生物质原料最佳收集半径及成型燃料厂最佳布局的数学模型，这对于成型燃料厂实现生物质原料收集与成型的最优化具有重要的指导意义。
（3）中乌双方对不同生物质原料的特性和松散生物质“碾切”加压固化机理进行了研究，利用ANSNS软件数值模拟成型关键技术，并对乌专家带来的图纸和技术资料进行了详细的分析探讨，我方在消化吸收的基础上搭建生物质成型试验台，通过实验确定出不同原料的最佳粉碎粒度、能耗最低的最佳成型条件和压力。
（4）在短短的工作时间内，我们紧张而有序地开展了工作。
上述研究为原料预处理、成型设备的样机设计、试制，分项试验、组装测试、完善、定型，最终形成产量1000kg/h、密度1.0～1.4t/m3的秸秆类生物质固化成型设备和系统的研究成功打下了坚实的基础。
下一步工作安排
为实现生物质能生产与利用的产业链的对接，进而向产业化和规模化方向发展，建立资源-能源-环境一体化的生物质能源系统，我公司计划与乌方继续合作，在进一步制造完善成型设备和系统的基础上，利用乌方在成型燃料燃烧方面的经验和技术，研究适合中国国情的秸秆类生物质成型燃料在电厂锅炉中的燃烧特性，为生物质燃料未来在电站锅炉中的应用打下良好的基础。
具体工作计划如下：
（1）双方将在本阶段试验和理论研究的基础上，进行生物质成型样机的设计、实验工作，乌方将对我方的实验进行技术指导；通过上述分项实验进行样机的改进，最终完成对成型设备的完善和定型。
形成形成产量1000kg/h、密度1.0～1.4t/m3的秸秆类生物质固化成型设备和系统，并具备批量化生产的能力。
（2）对不同生物质成型燃料的成分进行分析，利用FLUENT软件对各种生物质成型燃料在炉膛内的燃烧与结焦特性的研究进行数值模拟和理论研究，同时搭建试验台进行燃烧和结焦特性的实验研究。
根据燃料不同燃料的燃烧特性开发适合生物质成型燃料的电站锅炉燃烧技术，建立最佳的燃烧配风方案，实现生物质成型燃料在炉内的完全高效燃烧。
（3）根据理论研究结果在热电厂中进行实炉燃烧或混烧实验，进行实炉燃烧发电试验研究，测试点火、燃烧及配风系统的性能，并考察燃料在锅炉中的碱金属腐蚀特性。
根据实验结果提出电厂锅炉道德改进和完善方案，为生物质燃料在电厂中应用提供理论指导，也为生物质成型燃料的市场化开发与推广起到推动作用。
外国专家在项目中的作用
通过与国外先进同行企业的技术交流和合作，对国外先进的成型技术有了非常深刻的理解，外国专家的先进得技术和理念都使公司技术队伍受益匪浅，并在实际研究中得到很好地锻炼，尤其是公司工程技术人员在与国外先进同行的交流中，开拓了眼界、增长了见识，观念、意识、技术水平都有了质的飞跃。
经过专家指导，我们的工作思路更清晰，视野更开阔，更深入全面地理解了技术关键，为此后生物质成型设备的研究以及燃料在电厂的规模化应用奠定了扎实的基础，为企业今后发展打下了坚实基础。