式和主次甚至也会发生变化，粒子间的分子引力、静电引力和液相附着力（毛细管力）开始上升为主导地位。
3.2 成型过程
3.2.1 成型的工艺过程
生物质成型是有条件的，它对原料的种类、粒度、含水率都有一定的要求。秸秆、麦秸等需进行适当的粉碎，几乎所有的物料都要进行干燥。为进一步提高成型燃料的使用价值，扩展应用领域，可进行碳化，所以生物质固化成型的工艺过程可表述为：
原料 预处理 干燥 成型 碳化 木炭 图3.2.1.1 生物质固化成型工艺
木屑、稻壳等由于粒度细小，筛除杂物即可直接使用，秸秆、麦秸需经专用设备粉碎至粒度在10mm以下。生物质的含水率一般在20%～40%，因此干燥是必不可少的过程。干燥方式一般宜采用气流式干燥，以生物质燃烧产生的烟道气为热源，物料在干燥管内干燥后由旋风分离器排出。
成型是生物质固化技术的核心，成型的方式有多种，但目前使用最多的还是以螺杆为输送和压缩物料的连续挤出，其特点是成型燃料的密度大，表面质量好，最主要的是成型燃料碳化后所得木炭的质量好。根据物料的种类和含水率，控制适宜的成型温度即可得到密度较大、表面光滑、无明显裂纹、任意长度的中空棒状成型燃料。
碳化虽不是生物质固化成型技术不可或缺的，但在很多情况下却是十分主要的辅助手段。碳化的方式有连续内热式干馏法、外热间歇式干馏法和烧炭法。连续内热式适于大规模连续化生产，烧炭法适于小规模经营，外热间歇式则适于各
种情况。木屑、刨花等原料生产的成型燃料更适合碳化，秸秆、稻壳等原料由于灰分大，除特殊情况外均不碳化。[12]
3.2.2 成型原理
植物细胞中除含有纤维素、半纤维素还含有木质素（木素），木素是具有芳香族特性的结构单体，为丙烷型的立体结构高分子化合物。在阔叶木、针叶木中木素含量为27%～32%（干基），禾草类木素含量为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。木素属非晶体，没有熔点但有软化点，当温度为70～110℃时粘合力开始增加，木素在适当温度下（200～300℃）会软化、液化，此时加以一定的压力使其与纤维素紧密粘接并与相邻颗粒互相胶接，冷却后即可固化成型，因此采用热压法成型秸秆（或木屑）燃料可不用任何添加剂、粘接剂，大大降低了加工成本，而且利用木素软化、液化的特点，适当提高热压成型时的温度有利于减小挤压动力。生物质成型燃料就是利用这一原理以生物质固化成型机经热挤压制得的。
3.3 生物质固化成型的技术关键 3.3.1 设备
生物质固化成型的设备包括秸秆破碎机和秸秆压块机等。
3.3.1.1 玉米秸秆破碎机 1) 玉米秸秆破碎机简介与用途
玉米秸秆破碎机是集送料、破碎、除尘为一体的成套设备，具有就地控制和远程监控功能，可进行连续作业，破碎性能稳定，生产效率高、劳动强度低、安全可靠，是实现节能减排的生物质发电项目的理想设备之一。
2) 适用范围
[8]
玉米秸秆破碎机适用于玉米秸秆、玉米芯、小麦秸秆、棉花秸杆、高粱秸秆、向日葵秸秆、稻壳、稻秆、花生壳、树枝、树叶.、甘蔗叶、锯末、中药渣、糠醛等强度低的柔性物质的破碎，特别适合以秸秆为燃料的发电厂、纤维板和化工等综合利用的破碎。玉米秸秆、小麦杆、棉花秸杆、稻壳、花生壳、树枝树叶、锯末、中药渣、糠醛渣，农作物固体废弃物材等资源的燃烧热值与煤的热值相当，且二氧化碳的排放量仅为煤炭的十分之一。秸秆、枝丫材等物料经过破碎后，就可以作为锅炉燃料用其发电。利用先进的节能技术实现生物质发电，社会价值和经济价值不可估量。节能减排的生物质发电项目为可持续发展做出了杰出贡献。
3) 性能特点
(1) 采用多轴破碎，且各级破碎腔交错，每一根秸秆都会经过多级破碎，破碎方向互补，克服了单纯两轴破碎机不能适应各种破碎方向的物料的缺点，能适应各种秸秆包，特别是整根打捆的秸杆包，且破碎后几乎没有漏破秸杆，因而保证物料粒度合格；每一辊筒间相互清绕，物料不会缠绕在轴上。
(2) 玉米秸秆破碎机具有刀片自动修磨、自动清理杂物、防火喷淋、正反转、自动冷却等功能。
(3) 玉米秸秆破碎机配套的除尘装置，可以将破碎过程中产生的粉尘吸收、处理干净；
(4) 全部采用自动化控制，生产效率高，劳动强度低，安全可靠。 4) 玉米秸秆破碎机的主要技术参数及外观
表3.3.1.1 玉米秸秆破碎机的主要参数
机器型号 装袋生产效率(公斤)
需要动力 刀片数量 甩片数量(片) 整机重量(公斤) 本机转速 切草长度
40 750 9QS-1.6-400型 1000-1200 11千瓦或15马力
9QS-1.8-600型 1500-1800 13千瓦或马力
动刀2片(对称)定刀1片
60 1000
揉草机转速2300转/分、刀转速为1100转/分
铡切揉碎长度35-50mm
图3.3.1.1 玉米秸秆破碎机
3.3.1.2 秸秆压块机
1) 玉米秸秆破碎机简介与用途
秸秆压块机采用平模块状与压轮之间挤压力和模孔摩擦力相互作用原
理，使物料获得成型。秸秆压块机在加工物料过程中无需加入任何添加剂或粘结剂。
2) 适用范围
秸秆压块机以农村玉米秸秆,小麦杆,棉花秸杆,稻壳,花生壳,树枝.树叶.锯末等农作物.固体废弃物为原料经粉碎,加压,增密成型的秸秆炭的全套机械化生产设备。经秸秆压块机加工成型后的秸秆炭块体积小,比重大,耐燃烧,便于储存和运输体积仅相当于原秸秆的1/30,是同重量秸秆的10-15倍，其密度为0.9-1.4g/m3.热值可达到3500-5500大卡,是高挥发物的固体燃料秸秆煤炭可以代替木柴.原煤.液化气等热源广泛用于生活炉灶,取暖炉,热水锅炉,工业锅炉,生物质电厂生物气化锅炉等。经秸秆压块机加工过的秸秆煤炭是一种新型的生物质再生能源，环保清洁，远远低于原煤的成本和市场价格，应用范围极为广泛，城市中的采暖供热以及宾馆，饭店，洗浴等行业解决了使用燃煤锅炉不符合环保要求的难题，并解决了燃油的成本高于秸秆煤炭的十余倍之多。[15]
3) 生产加工程序
将超过物料用铡草机切割或用粉碎机进行粉碎，其物料粒长度和含水量均在规定范围内；由上料机（皮带输送机）或人工将物料均匀送到成型机上方料口内，进行压制成型即是成品。
4) 秸秆压块机的主要技术参数及外观