由表 1 可见，一条年产 1 万 t 的玉米秸秆颗粒 燃料的生产线 万元，经济效益 非常可观。 与烧制木炭燃料相比， 其能源利用率比其 高 10%以上。 经过成型燃料生产技术把低能量密度的生物质 原料生产成高能量密度的固化燃料，提高了能源利 用率，使能源必威 betway必威得到充分利用。表 2 中列出了以 0.5 t 锅炉用能时， 每吨成型燃料、 刨花木屑、 煤能源利用 分析， 经过实际测定的热效率， 使用成型燃料的热效 率比煤高 11%， 比刨花木屑高 10.7%［5］。 从表 2 看出， 当使用刨花木屑直接燃烧时， 产 生相当于每吨成型燃料 （在扣除生产每吨成型燃 料能量后）的有效能量， 则要多消耗 98 kg 刨花木 屑 ， 了 近 10% ， 是 由 于 使 用 成 型 燃 料 时 改 变 多 这 了燃烧性能， 提高了热效率的缘故。也就是为得 到刨花木屑同样的有效能量， 使用成型燃料可节 如在我国广大农 省近 10%的燃料。这就意味着， 村或林区逐步推广使用成型燃料， 可减少生物质 能 源 消 耗 ， 对 改 善 我 国 生 态 平 衡 将 起 到 积 极作 成型燃料与煤相比， 燃烧时不仅提高了 用。此外， 热效率， 而且不产生 SO2， 不污染环境， “清洁 属于 。 燃料”
世界各国政府与科研人员的普遍关注。从 20 世纪 30 年代开始， 日本就研究应用机械驱动活塞式成型 技术处理木材废弃物， 1954 年研制成功棒状燃料成 型机， 1983 年又从美国引进颗粒成型燃料生产技 术， 1987 年已有十几个颗粒成型燃料工厂投入运 行， 年生产生物质颗粒成型燃料十几万 t。美国为了 缓解常规能源紧张必威 betway必威以及环境污染的压力， 25 个州 在 兴建了日产量为 250～300 t 的树皮成型燃料加工厂。 西欧国家也非常重视生物质可再生能源的开发利 用，从 70 年代开始就研制生产了冲压式成型机、 颗
料经过粉碎机粉碎， 再经过干燥或喷淋水 （不同固 化设备对原料的含水率要求不同，当原料含水较 高需经过干燥设备，当原料含水过低则用喷淋水 提高原料水分） 满足要求的原料再进行固化制棒 ， 机组生产出生物质成型燃料，如需对产品做进一 步深加工，可进行炭化，生产出机制炭高热值产 品。 制棒机组为螺旋冲压式和挤压式成型 2 种： 冲 压式成型机是通过往复式活塞双向挤压生产成型燃 料；螺旋挤压式固化成型机组以螺旋挤压方式生产 棒状高密度中空成型燃料，可以改善松散废弃物的 棒状燃料经炭化 燃烧性能， 提高废弃物的价值品位。 可制得优质木炭。 生物 质 成 型 燃 料 以 林 产 品 加 工 废 弃 物 （锯 末、 刨花、 砂光粉等） 和农作物废弃物 （秸秆、 稻壳 等）为 原 料 ， 于 工 业 和 日 常 生 活 或 作 为 生 产 活 用 性炭的原料。生产试验和分析结果表明， 该种成 型机可提高易损件的使用寿命， 降低单位产品能 耗， 工作平稳， 成型可靠， 成本低， 投入回收期短， 经济效益和环境效益明显， 生产原料以秸秆为主， 推广前景广阔。但该类型设备所生产的燃料密度 仍比较低，如何解决燃料的高密度问题是未来的 研究重点。 3.1.2 生物质颗粒燃料固化系统 生物质颗粒燃料固化系统在我国处于研究示范 和试点阶段， 设备的技术原理比较先进， 成本低廉， 适合我国国情；但还存在着规模化和市场化程度不 高、 管理不规范、 支持政策缺乏和推广速度比较缓慢 等问题。 其设备大致分为环模挤压成型机、 平模挤压 成型机、 双环模式颗粒成型机。 环模压辊的原理是利用环模的内部体系， 通 过压辊由内向外施加压力使得燃料成型挤出。其 成型机是采用内环模压辊挤压成型颗粒燃料的设 备。 平模挤压成型是由饲料成型设备改进而成， 设备 采用常温成型， 主要适用原料为木屑等， 产品为颗粒 状。设备生产能力 50～300 kg/h，平模工作寿命约 400 h。在国内有少量应用。而双环模对辊挤压成型 也是由饲料成型设备改进而来。 设备采用常温成型， 适用原料为秸秆、 木屑等各种农林废弃物， 原料过于 干燥不易成型， 成型后需要干燥处理， 有黏结剂易于 成型， 产品为颗粒状。
为保证得到高质量的木煤气，在设计气化炉灶 时， 必须充分考虑应有足够灼热炭层， （1 产生 使式 ） 的 CO2 通过式 ） （3 反应， 转变成 CO。 颗粒成型燃料民用炉灶与普通炉灶相比，无论 使用颗粒或成型燃料还是木片作为燃烧原料，其热 效率都显著提高。 3.3.3 生物质成型燃料的锅炉应用 大部分生产出来的生物质固化燃料都可以直接 或与煤混燃， 并不需要改造锅炉。 有少部分烧煤锅炉 由于鼓风、 温度、 燃烧形式等原因须经改造方可进行 生物燃料使用。
收稿日期： 2009－04－20； 修订日期： 2009-07-06。 基金项目：国家创新基金项目” “ （05C 资助。 ）
生物质能源技术包括生产技术和应用技术， 在 生产技术日益成熟的今天，如何更有效的利用所生 产出来的生物质固体燃料也走进人们的思考空间。 3.1 生物质燃料生产技术 目前生物质燃料生产技术大致分为生物质棒状 固化成型燃料生产技术和生物质颗粒燃料生产技术 两大类。
作者简介： 李世密， 1954 年生， 男， 副研究员， 主要从事生物质可再生能源的研究。
如上所述，目前的颗粒燃料固化系统原理几乎 一致，颗粒成型设备系统已经实现了在实际生产中 的应用。但是其共同的缺点在于对原料的处理前的 物理性质要求较高， 如湿度、 硬度等， 因此如何攻 克原料的适应性问题是未来要进一步深入研究的 方向。 3.2 生物质燃料应用技术 我国一些科研单位针对成型设备生产固体生物 质燃料进行了大量研究试验，对设备的关键部件进 行了改进， 还对各类成型机进行比较分析， 综合其优 点进行了设备改造。下一步应加快对生物质燃料使 用技术进行专项研究，可以加大固化燃料深加工和 专用燃烧锅炉的研发步伐，从而推动压缩成型技术 的商业化发展［3］。 3.2.1 生物质成型燃料的深加工 经过固化成型的生物质燃料可继续加工生产机 制木炭，生产出来的木质炭可代替天然木炭作为燃 料炭； 炭中不含致癌物质， 特别适合食品熏烤； 对其 进行二次活化加工，还可以生产出合格的工业活性 炭， 用于冶金还原物和渗碳剂； 还可以作为吸附剂， 地 用于环保工业； 用炭粉施田， 可以有效提高地温、 成本较低， 力和防病虫害。利用炭粉生产各种型炭， 而且具有很强的市场竞争力。 3.2.2 生物质成型燃料的民用 民用炉灶是以燃烧颗粒燃料为主， 在设计中以 在气化区， 利用 小型半气化取暖炉和炊事炉具为主。 空气使颗粒成型燃料转变为可燃性气体 （木煤气 ， ） 空气中的氧与炭相互作用， 发生如下反应［4］: CO2—— 2408.86 kJ/mol —CO C1/2O2——CO 123.30 kJ/mol CCO2—2CO162.7 kJ/mol —— （1 ） （2 ） （3 ）
以应用辽宁省能源研究所 BIO-37 型生物质固 化成型机，年产 1 万 t 玉米秸秆颗粒燃料的一条生 产线为例， 进行其经济效益分析 （表 1 。 ）
粒成型机等， 意大利、 丹麦、 法国、 德国、 瑞典、 瑞士等 国相继建成生物质颗粒燃料成型生产厂家 30 个， 机 械驱动活塞式成型燃料生产厂家 40 多个；泰国、 印 度、 越南、 菲律宾等国在 80 年代也建成了诸多生物 质固化、 碳化专业生产厂［2］。 我国从 80 年代起开始致力于生物质压缩成型 技术的研究。南京林业化工研究所在 “七五” 期间设 立了对生物质压缩成型机及生物质成型理论研究课 题。湖南省衡阳市粮食机械厂为处理大量粮食加工 谷壳， 1985 年根据国外样机试制了第一台 ZT-63 于 型生物质压缩成型机。目前我国成型机的生产和应 用已形成了一定的规模， 热点主要集中在螺旋挤压成 型机上，但存在着一些诸如成型筒及螺旋轴磨损严 重、 寿命较短、 电耗大、 成型工艺过于简单等缺点。因 此必须从技术上进一步加大研究力度、攻克难题， 以 利于生物质压缩成型燃料技术的进一步推广应用。
生物质能是继煤炭、 石油、 天然气后居世界能源 消费总量第 4 位的可再生资源，在我国蕴涵了大量 由于我国是一个农业大国， 每年产生秸 生物质能源。 1.13 亿 t 秆 6 亿多吨，其中大约 0.28 亿 t 用于造纸， 用作饲料， 1.08 亿 t 还田，另外 3.5 亿 t 用作燃料或 就地荒烧［1］， 秸秆纤维素作为丰富的生物质能源具 备了开发生物质成型燃料利用技术的条件。加之生 物质成型燃料生产加工方便， 使用及操作简单， 经济 效益可观， 无害无污染， 因此生物质成型燃料的研究 与推广具有极大的社会及经济效益。