一、概述
1、顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)成型燃料的特征
主要特征
有比較高的密度( 1.0-1.3g/cm3)，熱值一般為16000-17000J/kg灰份小，有害成分低，可以實(shí)現(xiàn)C02的零排放，含有一定量的硅、堿金屬、堿土金屬和氯元素。
形狀：顆粒狀、方塊狀、中空棒狀
2、生物質(zhì)成型燃料的指標(biāo)
  顆粒燃料技術(shù)指標(biāo)
中空棒狀燃料性能指標(biāo)
3、生物質(zhì)成型燃料的燃燒特性
生物質(zhì)的燃燒特性
☆生物質(zhì)堆積密度小，揮發(fā)份高，容易點(diǎn)火
☆350℃就分解釋放出80%的揮發(fā)份
☆點(diǎn)火不久燃燒就由動(dòng)力區(qū)進(jìn)入擴(kuò)散區(qū)
☆揮發(fā)份燃燒完畢，進(jìn)入焦炭燃燒階段時(shí)，氣流的擾動(dòng)會(huì)使呈松散狀態(tài)的生物質(zhì)焦炭懸浮而脫離
燃燒層，形成大量的黑灰經(jīng)煙道進(jìn)入煙囪。
生物質(zhì)成型燃料的燃燒特性
☆密度大，揮發(fā)份的溢出速度和傳熱速度慢
☆點(diǎn)火性能差，但比型煤的點(diǎn)火性能要好
☆燃燒速度適中，排煙熱損失降低
☆揮發(fā)份燃燒完全
☆揮發(fā)份燃燒完畢，形成層狀燃燒核心，燃燒穩(wěn)定、完全，減小了能量及熱損失
    生物質(zhì)顆粒燃料由秸稈壓塊機(jī)、秸稈顆粒機(jī)等生物質(zhì)成型壓制而成。
二、發(fā)展現(xiàn)狀
l、國外發(fā)展的三個(gè)階段
    ☆20世紀(jì)30-50年代：研究、示范、交叉引進(jìn)階段
    ☆20世紀(jì)90年代：一些國家大量地應(yīng)用成型燃料
    ☆20世紀(jì)90年代：開始規(guī)模化利用的研究工作
    丹麥著名的能源投資公司BWE率先研制成功了第一座生物質(zhì)致密成型燃料發(fā)電廠，隨后，瑞典、德國、奧地利等國先后開展了利用生物質(zhì)致密成型燃料發(fā)電和作為鍋爐燃料研究。
2、國外成型燃料的發(fā)展特點(diǎn)
生產(chǎn)技術(shù)大部分已經(jīng)成熟，并達(dá)到規(guī)模化和商品化，由燒壁爐等生活用能為主轉(zhuǎn)向了生產(chǎn)應(yīng)用設(shè)備制造比較規(guī)范，但能耗高，價(jià)格高。
3、國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
☆20世紀(jì)80年代開始技術(shù)研究并以螺桿擠壓機(jī)為主
☆1990年前后，研發(fā)不同規(guī)格的成型設(shè)備
☆進(jìn)入21世紀(jì)，成型燃料進(jìn)入良好的發(fā)展階段，顆
    粒狀、小方塊狀成型燃料也引起高度關(guān)注。國內(nèi)很多企業(yè)和大專院校、科研院所開發(fā)成功擠壓式、液壓沖擊式、螺桿式成型燃料生產(chǎn)設(shè)備，并在取暖爐、鍋爐、機(jī)制木炭生產(chǎn)等方面廣泛使用
4、我國的生物質(zhì)成型燃料發(fā)展特點(diǎn)
   在全國范圍內(nèi)，還處于研究示范試點(diǎn)階段，設(shè)備的技術(shù)原理比較先進(jìn)，成本低廉、設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行能力不高，管理不規(guī)范，支持政策缺乏，推廣速度緩慢。
三、成型燃料設(shè)備
   顆粒燃料設(shè)備、棒狀燃料設(shè)備、塊狀燃料設(shè)備
四、成型機(jī)理探討
1、粘結(jié)機(jī)制生物質(zhì)成型燃料品質(zhì)的影響因素
    ★生物質(zhì)自身的生化特性
    ★壓縮條件
    ★模具類型
    ★壓縮方式
    ★成型工藝粘結(jié)力類型和粘結(jié)方式
    ★固體顆粒橋接或架橋
    ★非自由移動(dòng)粘結(jié)劑作用的粘結(jié)力
    ★自由移動(dòng)液體的表面張力和毛細(xì)壓力
    ★粒子間的分子吸引力或靜電引力
    ★固體粒子間的充填或嵌合生物質(zhì)成型物內(nèi)部的成型機(jī)制可以用上述的，一種或一種以上的粘結(jié)類型和粘結(jié)力來解釋
2、生物質(zhì)壓縮成型的粒子特性  壓縮成型的兩個(gè)階段
    第一階段，在壓縮初期，較低的壓力傳遞至生物質(zhì)顆粒中，使原先松散堆積的固體顆粒排列結(jié)構(gòu)開始改變，生物質(zhì)內(nèi)部空隙率減少。
    第二階段，當(dāng)壓力逐漸增大時(shí)，生物質(zhì)大顆粒在壓力作用下破裂，變成更加細(xì)小的粒子，并發(fā)生變形或塑性流動(dòng)，粒子開始充填空隙，粒子間更加緊密地接觸而互相嚙合，一部分殘余應(yīng)力貯存于成型塊內(nèi)部，使粒子間結(jié)合更牢固。壓力、含水率及粒徑是影響粒子在壓縮過程中發(fā)生變化的主要因素。
壓力、含水率及粒徑是影響粒子在壓縮過程中發(fā)生變化的主要因素。
3、成型過程中水的作用
    生物機(jī)體內(nèi)存在的適量的結(jié)合水和自由水是一種潤滑劑，使粒子間的內(nèi)摩擦變小，流動(dòng)性增強(qiáng)，從而促進(jìn)粒子在壓力作用下滑動(dòng)而嵌合。
    當(dāng)植物材料中的含水量過低時(shí)，粒子得不到充分延展，與四周的粒子結(jié)合不夠緊密，所以不能成型；當(dāng)含水率過高時(shí)，粒子盡管在垂直于最大主應(yīng)力方向上充分延展，粒子間能夠嚙合，但由于原料中較多的水分被擠出后，分布于粒子層之間，使得粒子層間不能緊密貼合，因而不能成型。
五、影響生物質(zhì)致密成型的因素
l、原料的種類
2、成型壓力的影響
   關(guān)系式l：    P-C rm
C，m均為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。該式適于1～2MPa較低壓力下的壓力與密度間的關(guān)系。關(guān)系式2：P-Aebr
 A、b均為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。該式適于30—60MPa高壓下的壓力與密度間的關(guān)系。關(guān)系式3：  FaP3+bP2+cP+d（取正值部分）
    a、b、c為常數(shù)
    P為壓力(MPa);r為密度(kg/m3)
六、生物質(zhì)成型燃料的應(yīng)用前景及障礙分析
1、應(yīng)用領(lǐng)域
    農(nóng)村    農(nóng)村地區(qū)能源消費(fèi)情況
農(nóng)村生活用能中超過50%是商品能源。2010年我國農(nóng)村生活用能中商品能源要達(dá)到6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
農(nóng)村對優(yōu)質(zhì)能源的需求巨大，采用致密成型技術(shù)將秸稈等加工成優(yōu)質(zhì)燃料供應(yīng)給農(nóng)民，可以大幅度減少農(nóng)村對其他商品能源的依賴。
燃煤二氧化硫排放量占排放總量的90%；
   中小型鍋爐的除塵率和脫硫率只有50%；
   淘汰中小型燃煤鍋爐已是必然；
   中小型熱、蒸汽用戶燃油、氣不經(jīng)濟(jì)。