达到26万t。瑞士、瑞典、西欧等发达国家也先后开发研究了冲压式成型机、辊模挤压式颗粒成型机；生物质成型燃料已得到广泛发展。瑞典有大型生物质颗粒加工厂10多家，单个企业的年生产能力达到20多万t；目前欧洲各个国家生物质颗粒燃料成型技术和设备已非成熟，大多是企业生产，具有规范的管理体制，自动化程度高，颗粒燃料都已有自己的国家标准，严格规范了成型燃料的生产，并形成生产供应市场化体制。日本、韩国等，也早已有了生物质成型炭化加工的先进技术及设备。秸秆生物质炭正在成为全球性的“绿金”产业，其正在逐步成为传统“黑金”能源的代用品。美国于2000年开始实施“开发和推进生物质产品和生物能源”的法案。美国政府将用十亿吨的生物质能进行液化、炭化处理，替代传统的石油和煤炭。如今，固化成型燃烧在日本、欧、美等地已经商品化，在丹麦的阿文多发电厂，还利用木屑压缩颗粒来发电。1985年美国生产的成型燃料已达200万t以上，同期日本平均每户家庭消耗成型燃料已达750kg。
4.2 国内发展情况概述
我国从20世纪80年代中期开始生物质成型燃料的开发[3]，在引进国外先进技术的基础上，经消化、吸收，研制出各种类型的适合我国国情的生物质压缩成型机，用以生产棒状、块状或颗粒生物质成型燃料。国内部分地区如北京、沈阳等地的一些企业也在借鉴国外先进技术和经验的基础上，研制出了生物质成型炭化即机制木炭加工的成套设备。目前，我国生物质成型加工技术已经有了较为广泛的应用，成型的燃料分颗粒状和棒状两大类，成型工艺大致可划分为湿压(冷压)成型、热压成型、炭化成型等。
清华大学清洁能源研究与教育中心已开发出生物质颗粒燃料冷成型技术和设备，并在北京怀柔区组织了示范项目 ，环境科学与工程系也有相关研究。
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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重点实验室从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，并以进行小批量生产，取得了较好的社会效益和经济效益。
5、生物质燃料的发展前景
生物质能源是唯一可再生、可替代化石能源转化成气态、液态和固态燃料以及其它化工原料或者产品的碳资源.以生物质资源为主要原料,通过不同途径转化为洁净的、高品位的气体、液体或固体燃料，已成为国内外众多学者研究和关
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注的热点。纤维素乙醇因被当作最佳液体替代燃料并具有生态效益而成为工业
生物技术的研究热点。[14]生物质热解液体燃料油可望替代汽油、柴油等化石燃料而越来越受到人们的关注。生物质成型燃料可取代煤作为生物质专用燃炉、锅炉、壁炉、发电炉及农村生活用炉的燃前景。“秸秆煤炭”是一种新型的生物质再生资源，因清洁环保，又远远低于料，能有效地解决农村荒烧秸秆、缓解部分地区能源短缺问题，保护大气环境，具有良好的产业原煤的价格，应用范围极广。近年来，国家大力倡导和支持对生物质能源的开发和利用，先后在全国各地投建生物质发电厂一百多家，而“秸秆煤炭”的产量，远远满足不了市场的需求，市场销售价格450元～550元/t，形成供不应求的局面。据国际可再生能源组织的预测，地下石油、天然气及煤的储量，按目前的开采利用率仅够使用60年左右。按FA02000年的最新报道，到2050年前后，生物质发电及高品位能源利用要占40％。因此，秸秆类生物质能源，是未来再生能源的一个重要发展方向。随着世界性的能源匮乏，生物质再生能源的市场需求和利润空间将不可估量。
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在我国城市燃煤污染严重，大中城市已取缔2t以下燃煤锅炉，急于寻求清洁的替代能源，改燃天然气或电，成本较高，而天然气、石油短缺，大量依赖进口，已影响国家能源安全。这给生物质成型燃料技术的发展带来了“机遇”。 国家已制定了生物质能源中长期发展目标：在生物质成型燃料的利用方面由目前的不足50万t／年，提高到2020年的2000万t／年。这给生物质成型燃料技术的应用找到了“市场”。[9]国家先后出台了很多生物质能源利用的相关法律法规，一些地区已把生物质成型燃料设备列入了农机补贴目录。《可再生能源法》于2006年1月1日起已正式实施。2009年农业部将颁布实施生物质成型燃料与成型设备技术条件、试验方法的标准。生物质成型设备和成型燃料的加工和生产将更加规范。[9]生物质成型燃料燃烧后的灰尘及排放指标比煤低，可实现CO、SO降排，减少温室效应，有效地保护生态环境。生物质成型燃料进入规模化生产后，不仅环保效益明显，而且还可安排农民就业，增加收入，经济效益以及社会效益显著。
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生物质成型燃料以容量大、体积小；热效率高、燃烧好；使用方便、损失少；清洁卫生、无污染；原料资源巨大、普遍易取、可再生等优点而成为一种新型高品位能源品种，具有广阔的发展前景。
6、研究和实验方向
此过程有两种途径，一是将原料碳化，而是在原料中添加胶黏剂，并将原料压缩成型。
6.1 将原料直接碳化并压制成型
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%。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，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。[8]
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流程图为： 产品性能检测 成品 原料 预处理 干燥 碳化成型 图6.1.1 固化成型工艺流程图 6.2 添加胶黏剂并压制成型 将原料充分粉碎至10mm以下的小颗粒。选用碳粉、酯化乳白色玉米淀粉胶黏剂、热熔胶、木材工业用聚乙烯醇水溶液、聚氨酯胶黏剂等试剂作为胶黏剂，分别进行实验并测试性能。
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基本工艺路线图： 添加黏合剂 产品性能检测 成品 原料 干燥 粉碎 固化成型 图6.2.1 添加胶黏剂成型基本工艺路线图 7、预期效果
7.1 主要性能指标 燃料直径<9.5mm 燃料长度20～30mm 水分<12﹪
密度>1.0t∕立方米 燃料热值>4000千卡∕千克 纯玉米秆>3800千卡∕千克 灰分<12﹪ 7.2 环保性能
(1)低炭能源：生物质燃料的燃烧以挥发份为主，其固定炭含量仅为15%左右，因此是典型的低炭燃料。
(2)减少二氧化硫排放：生物质燃料含硫量比柴油还低，仅为0.05%，不需设置脱硫装置就可实现二氧化硫减排。
(3)粉尘排放达标：生物质燃料灰份为1.8%，是煤基燃料的1/10左右，设置简单的除尘装置就可实现粉尘排放达标。
(4)减少NOx的生成：生物质燃料氮含量低，氧含量高，燃料时能有效减少空气的需求量。
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