由于化石燃料的不可再生性和能源化利用過程的環境污染日益嚴重，生物質能的利用引起了世界各國的廣泛關注。相對于風能、太陽能等其他能源，生物質能源具有應用地域廣，投資規模小，使用更方便、經濟等特點。更重要的是，生物質能源是能夠真正穩定、持續地提供能源的綠色資源。生物質能源規模化應用，是解決當前能源嚴重危機的可行方案。在發達國家，生物質能研究開發主要集中于氣化、液化、熱解、固化和直接燃燒等方面。
    生物質致密成形技術，是利用機械方法將低能量密度的生物質壓縮變形成具有高密度的產品，原料經擠壓成型后，密度可達1.1～1.3 g／cm3。與普通的薪柴燃料相比，生物質致密塊具有密度高、強度大、便于運輸和裝卸、形狀和性質均一、燃燒性能好、熱值高、適應性強、操作控制方便等特點，可用于鍋爐和煤氣發生爐，也可用于工業、家庭和農業園林暖房的取暖。是一種極具競爭力的燃料。
1、生物質致密成形技術研究現狀
1.1  國外研究現狀
    1900年日本就開始研究用于替代木材燃料的煤粉壓縮成形塊，隨后許多國家相繼開始對容積大、熱值低的生物質材料開展壓編成形的研究。在加世紀30年代，美國開始研究生物質燃料致密成形技術，并研制了螺旋式成形機。日本于20世紀50年代引進該項技術后對其進行了改進，并發展成為日本獨特的工業體系。20世紀70年代，由于中東戰爭引發的能源危機，西歐許多國家如芬蘭、比利時、法國、德國、意大利等也開始重視生物質致密成形技術的研究。美國從20世紀70年代開始，研究開發了顆粒狀成型燃料技術，其生產能力為80萬t/a，主要用于家庭取暖用的壁爐和鍋爐。日本開發生產的棒狀成型燃料，生產能力為25萬t/a左右，它可以進一步炭化成定型木炭。在歐洲，瑞典開發了生物質與固體垃圾共成型燃燒技術，解決了垃圾燃燒有害氣體二惡英超標問題。
    富通新能源生產銷售顆粒機、木屑顆粒機、秸稈壓塊機等生物質顆粒燃料成型機械設備。
1.2國內研究現狀
    我國從20世紀80年代起開始生物質致密成形技術的研究，特別是近年來，國內科研單位加大了研究力度，取得了明顯進展。清華大學清潔能源研究與教育中心研究了生物質顆粒燃料冷成型技術和設備，并在北京懷柔區實施了示范項目。浙江大學能源清潔利用國家重點實驗室在生物質成型理論、成型燃料燃燒技術等方面進行了研究。農業部南京農業機械化研究所與江蘇正昌集團、牧羊集團等國內機械制造廠商研究生產生物質利用設備，山東大學、華中科技大學、北京林業大學、華北電力大學等都對生物質成型燃料進行了研究。中國林科院林產化學工業研究所從20世紀80年代開始研發林業生物質原料和農業廢棄物的成型技術。東南大學、中科院廣州能源研究所、湖南農業大學、中國農機院等也進行了一些研究。湖南省衡陽市糧食機械廠為處理大量糧食加工谷殼，在1985年根據國外樣機試制了第一臺ZT-63型生物質致密成形機。江蘇省連云港東海糧食機械廠在1986年引進了一臺OBM-88棒狀燃料成形機。1994年河南農業大學，中國農機能源動力所分別研究出PB-1型．CYJ-35型機械沖壓式成形機。1997年河南農業大學又研制出HPB-1型液壓驅動柱塞式成形機。1998年初，東南大學、國營9305廠等單位研制了“MD-55”型固體燃料成形機。2007年北京菲美得機械有限公司生產的環模擠壓生物質致密成形設備已在山西、遼寧等地農村得到應用。華北電力大學與生物質發電企業龍基電力有限公司合作建立了生物質能研發中心，開展生物質固化成形及直燃發電項目的研究。
2、生物質致密成型工藝
    生物質致密成型工藝可分為常溫成形、熱壓成形和碳化成形等。雖然工藝流程不盡相同，但可大致分為以下過程。
2.1干燥技術
    干燥是利用熱能將生物質材料中的水份蒸發排出，獲得具有較少含水量的固體產品的過程。生物質的含水率一般在20%～40%．干燥是必不可少的過程。目前主要有兩種方式，一是自然干燥，二是人工干燥，即采用于燥機干燥。自然干燥一般無特殊要求，干燥后的含水量一般為8%左右。人工干燥需考慮秸稈的木質素軟化及秸稈易燃等問題，干燥溫度一般控制在80℃左右。主要技術包括流化床干燥、回轉圓筒干燥、筒倉型干燥技術。一般生物質宜采用氣流式干燥，以生物質燃燒產生的煙道氣為熱源，物料在干燥管內干燥后由旋風分離器排出。流化床干燥裝置可以輕易地輸送加工原料，干燥過程中可避免局部原料過熱，對熱敏性產品適應性強，比較適用與流動性好、顆粒度不大(0.5—10 mm)、密度適中的物料，如稻殼、花生殼以及一些果殼等。
2.2切割技術
    切割技術主要是改變生物質燃料（如秸稈）的幾何尺寸，將其尺寸變小、密度增大、流動性增強，使生物質秸稈方便利用。
2.3粉碎技術
    對于生物質原料，一般要求粉碎粒度小于1mm。目前市場上粉碎機存在轉子平衡差、粉塵濃度高以及噪音大等問題，有待于開發新產品。
2.4制粒技術
    根據不同生物質原料的特點，目前制粒技術主要有兩種工藝。第一種，對于不易成粒的原料，在制粒時添加適量的淀粉、廢紙漿等粘結劑，使得原料小顆粒的表面形成一種吸附作用．在外界較小的壓力下制粒成形。；第二種，通過加熱的方法，在成形過程中使木質素在一定溫度(70℃)發生軟化、熔融、粘結，然后固化成形。
    目前，我國采用的制粒方法均為傳統生產方法。它與現有的飼料制粒方式相同，即原料從環模內部加入，經由壓輥碾壓擠出環模而成粒狀。其工藝流程包括原料烘干、壓制、冷卻、包裝等。該工藝需要消耗大量能量，在顆粒壓制成型過程中，壓強達到50—100 MPa，原料在高壓下發生變形、升溫，溫度可達100~120℃，電動機的驅動需要消耗大量的電能。原料的濕度要求在12%左右，濕度太高和太低都不能很好成粒，因此原料烘干才能用于制粒。壓制出來的熱顆粒（顆粒溫度可達95—110℃）冷卻后才能進行包裝，產品制造成本較高。
    ETS是意大利研制開發的新型木質顆粒制粒生產系統。它對原料的濕度適應性強，濕度為10%—35%時就可以成粒，所以大部分原料不需要干燥即可直接用于制粒。成粒以后的升溫只有10~15℃，壓制出來的顆粒溫度一般為55—60℃，無須冷卻即可直接進行包裝，通常可以去掉干燥和冷卻工序。這種制粒方法能耗很低，機器磨損也小，總成本降低很多，生產效率顯著提高。
    影響秸稈制粒的因素主要有生物質原材料的種類、含水率、制粒機模具的形狀尺寸、是否加熱以及是否添加粘結劑，及粘結劑的種類等，因此，在選擇制粒設備時應根據具體情況具體討論。
2.5  固化成形技術
    生物質致密成形工藝主要有常溫壓縮成形、熱壓成形和碳化成形3種形式。
    (1)纖維類原料在常溫下，浸泡數日水解處理后，其壓縮成形特性明顯改善，纖維變得柔軟、濕潤皺裂并部分降解，易于壓縮成形，利用簡單的杠桿和木模，將部分降解后的農林廢棄物中的水份擠出，即可形成低密度的壓縮成形燃料塊；
    (2)熱壓成形是目前普遍使用的致密成形工藝。其工藝流程為：原料粉碎一干燥-混合一擠壓成型一冷卻包裝。采用的致密成形設備主要有螺桿擠壓式成形機、機械驅動活塞沖壓式成形機、液壓驅動活塞沖壓成形機等幾種形式。其原理都是在外力作用下把生物質壓制成形：
    (3)碳化成形分為兩種情況：①先炭化后成形工藝：原料-粉碎除雜一炭化一混合粘結劑-擠壓成型一成品干燥-+包裝；②先成形后炭化工藝：原料→粉碎一干燥一成形一炭化一冷卻-包裝。
2.6碳化技術
    碳化的方式有連續內熱式干餾法、外熱間歇式干餾法和燒炭法。連續內熱式適于大規模連續化生產，燒炭法適于小規模經營，外熱間歇式則適于各種情況。木屑、刨花等原料生產的成型燃料更適合碳化，秸稈、稻殼等原料由于灰分大，除特殊情況外均不碳化。
3、生物質燃料致密成形的成型機機型比較
    生物質固化成型的設備包括粉碎機、干燥設備、成型機、碳化釜等。成型是整個過程的決定性步驟，成型機的性能決定了產品質量和生產成本。因物料的種類、含水率等的差異，會造成成型技術的復雜性和工藝的不確定性。目前世界上研究的生物質燃料致密成型機主要有螺旋擠壓式成型機、柱塞沖壓式成型機、壓輥式顆粒成型機3種。
3.1  螺旋擠壓式成型機
    螺旋擠壓式成型機是最早研制生產的生物質熱壓成型機。這類成型機以其運行平穩、生產連續、所產成型棒易燃等特性在成型機市場中一直占據著主導地位。
    螺旋擠壓式成型機根據螺桿的多少可分為單螺桿式和雙螺桿式。可根據螺距分為等螺距螺桿擠壓成形機和變螺距擠壓成形機。
    目前，制約螺旋式成型機商業化利用的主要問題是成型部件使用壽命短，尤其是螺桿磨損嚴重；單位產品能耗高，生產率低，對原料的含水率和顆粒大小要求較高，成形工藝不好掌握。
3.2活塞沖壓式成形機
    根據動力來源的不同，可分為機械驅動活塞式成型機和液壓驅動活塞式成型機。
    機械式沖壓成形機是利用飛輪儲藏的能量通過曲柄連桿機構，帶動沖壓活塞，將松散的生物質沖壓成生物質壓塊。液壓式沖壓成形機是利用液壓油缸所提供的壓力，帶動沖壓活塞使生物質沖壓成形。柱塞沖壓式成形機通常不需加熱，原料的成形靠柱塞的往復運動實現，用于生產密度介于0.8~1.1g/cm3乏間的實心燃料棒或燃料塊。
    與螺旋擠壓式成型機相比，機械成型機明顯改善了成型部件磨損嚴重的現象，使用壽命在200 h以上，而且單位產品能耗也有較大幅度的下降，但存在運行穩定性差，噪音較大，成形物密度較低，容易松散等問題。
    液壓驅動活塞式成型機由于采用液壓驅動，機器運行平穩，噪音小，但由于活塞的運動速度較機械驅動時低很多，產量要受到一定程度的影響。
3.3輥壓式顆粒成形機
    輥壓式成型機主要用于生產顆粒狀成型燃料，一般不需外部加熱，可根據原料狀況添加少量粘結劑，對生物質原料的含水率要求較寬，一般在10%—40%之間，成形燃料的密度為1.0—1.4 g/cm3，隨著原料含水率的增加，其密度有減少的趨勢。
    根據壓模形狀的不同，壓輥式成型機可分為環模成型機和平模成型機．其中環模成型機又分為臥式和立式兩種機型。臥式環模成型機是現有顆粒成型機的主流機型。這種機型由于部件更換保養方便、樣機容易進行尺寸和速度放大等特點，所以近年來有了很大發展。立式環模成型機具有構造簡單、結構緊湊、使用方便等特點。
4、我國生物質致密成型主要存在問題
4.1成型機問題
    生物質成型機目前雖然初具規模，但大部分機組可靠性差，運行不平穩，易損件使用壽命太短，維修和更換不方便。技術較成熟的螺旋擠壓式成型機，螺桿是在較高溫度和壓力下工作，并與物料始終處于于摩擦狀態，導致螺桿壽命極其有限。液壓活塞式和輥壓式下致密成型機也存在類似問題。同時，對物料在設備中的運行機理也沒有進行深入的研究。
4.2成型原料問題
    生物質原料的特點具有季節性、分散性、運輸半徑大，規模利用和高效利用都較困難，，因此嚴重影響了生物質成型燃料的工業化生產，根據中國農村的特點，必須考慮生物質的收集半徑，建議采取分散設點加工和就地使用和集中調配使用的方法。
4.3配套設備問題
    由于成型機對生物質燃料的種類、粒度、含水率要求較高，而成型設備自動化程度低，粉碎、干燥、進料和包裝設備沒有形成配套的生產線，工作時原料往往達不到要求。
4.4科研投入不足。
    相對科研內容來說，投入過少，使得研究的技術含量低，多為低水平重復研究，最終未能解決一些關鍵技術。大多數工程采用簡單工藝和簡陋設備，設備利用率低，轉換效率低下。
    另外也存在一些消極因素影響生物質能源產業的發展。第一，在現行能源價格條件下，生物質能源產品缺乏市場競爭能力，投資回報率低挫傷了投資者的投資積極性，而銷售價格高又挫傷了消費者的積極性。第二，技術標準未規范，市場管理混亂。第三，目前，有關扶持生物質能源發展的政策尚缺乏可操作性，各級政府應盡快制定出相關政策，如價格補貼和發電上網等特殊優惠政策。第四，民眾對于生物質能源缺乏足夠認識，應加強有關常識的宣傳和普及工作。第五，政府應對生物質能源的戰略地位予以足夠重視，開發生物質能源是一項系統工程，應視作實現可持續發展的基本建設工程。
5、生物質固化成形技術未來的發展方向
5.1  開發面向電廠的大型生物質致密成型設備
    針對我國可再生能源產業發展的需求，建立生物質發電技術研發和工程化驗證條件，開發適用于發電的生物質致密成型設備，形成包括干燥，成型，包裝，冷卻等主要環節，形成具有我國自主知識產權，用于區域供電、熱電聯產的大型致密成型生產線。
5.2開發面向農村的小型常溫高壓致密成型設備
    生物質能資源巨大，主要分布在農村地區。隨著農村生活水平的提高，大量包含植物纖維的農業廢棄物，如農作物秸稈、谷殼、制糖作物殘渣等農林產品加工廢棄物不再作為生活燃料和飼料，而堆積在田間，或焚燒或腐爛，造成了環境污染和能源浪費。在化石能源價格不斷上漲，農民家庭用于支出能源消費的比例逐漸增長的今天，價格低廉的壓塊燃料在農村推廣，具有巨大的潛力。目前適合我國農村小型生物質燃料致密成型生產線的產品尚不成熟，開發適用于我國農村的中小型致密成型設備勢在必行
5.3進行生物質致密成形設備的基礎研究
    在生物質致密成形設備開發中，由于科研投入過少，使得研究的技術含量低，未能解決一些關鍵技術。迫切需要在進行系統實驗的基礎上，探索不同種類的生物質燃料原料的含水率、顆粒度和成型機擠壓力、型腔溫度對所開發設備成型效果的影響，進行含水率、致密度對燃燒性能影響的機理分析以及分析生物質材料在致密成型過程中宏觀物理化學特性，探討其致密成型機理，并研究目前關鍵部件的材料失效問題，為開發高性能設備做相應的基礎研究。
    富通新能源生產銷售秸稈顆粒機、木屑顆粒機、秸稈壓塊機等生物質顆粒燃料成型機械設備，同時我們還有大量的生物質顆粒燃料出售。