3.5生物質成型燃料燃燒過程中低溫條件下焦油析出問題
生物質成犁燃料作為農村生活用能時，間斷燃燒是主要特點，要求燃料和爐具具有良好的封火性能，并且由于封火后爐內溫度降低，高揮發分含量的秸稈會有人量焦油析出，在短期內使煙囪、爐口等部位堵塞。
4、各種生物質成型燃料設備的特點及存在的問題
生物質燃料擠壓成型（也稱同化、致密成型）是指將各類生物質廢棄物，如秸稈、稻殼、鋸末：木屑等，用機械加壓（加熱或不加熱）的方法，使原來松散的、沒有固定形狀的原料壓縮成具有一定形狀的、密度較人的成型燃料。生物質成型成型燃料技術之所以得到應用和發展，是因為秸稈生物質存在疏松、密度小、單位體積的熱值低等缺點，作為燃料使用很不方便。這是造成人們不愿用秸稈作為燃料的主要原因之一。秸稈生物質成型燃料技術不僅能有效地解決這一問題，而且能改變秸稈的燃燒特性。生物質原料成型后的燃料產品具有一定的形狀和密度，密度可達0.8～1.3t/m3，能量密度與中質煤相當，燃燒特性明顯改善，火力持久、黑煙少、爐膛溫度高，且儲存、運輸、使用方便，干凈衛生，可代替礦物能源用于工業生產和生活領域。因此，作為生物質轉化的重要手段和方法，生物質燃料擠壓成型技術越來越受到人們的重視。
4.1各種生物質成型設備的性能比較
不同類型的生物質成型設備主要技術性能見表l。螺旋擠壓式成型機是最早研制開發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，但制約螺旋式成型機產業化利用的主要技術問題有：一是單位產品能耗高，目前國內現有的螺旋式成型機主要是靠螺旋桿的轉動推進生物質逐層成型的，螺旋軒的前段和頭部在整個推擠過程中與生物質之間作高速相對運動，增加了單位產品的能耗，一般為100～125kWh/t;二是成型部件壽命短，螺旋桿的端部摩擦使溫度升高，磨損速度加快，其平均壽命僅有60～80h。另外，還存在原料含水率難以控制，設備配套性能差、管理自動化程度較低等問題，導致其難以形成規模效益，不能滿足產業化利用的需要。活塞擠壓式成型機改變了成型部件與原料的作用方式，很好地解決了上述問題。在大幅度提高成型部件使用壽命的同時，也顯著降低了單位產品能耗。根據驅動力米源的不同，可分為機械驅動和液樂驅動兩類。液壓活塞式秸稈成型設備，突出特點是增加了兩級進料預壓，物料先經垂直和水平兩次預壓，再推進成型套筒內擠壓成型。在180～200℃的成型溫度卜．，由雙出桿油缸兩端的沖桿擠壓成型套筒中的生物質，隨外力的增大，生物質體積大幅度減小，容積密度顯著增大，生物質內部膠化和外部焦化，并具有一定的形狀和強度。沖桿不斷連續推擠，生物質從兩端成型套筒中交替擠出，成為棒狀。河南農業大學先后設計研制出HPB-I、HPB-II、HPB-III型液壓活塞式秸稈成型機。尤其是第三代液壓式成型機效率高，工作平穩，設計合理，結構新穎；可有效地降低單位產品能耗，提高易損件的使用壽命，日前投放市場的液壓活塞式秸稈成型機運行狀況良好。與當前國內外同類研究、同類技術的綜合比較，具有以下特點：
①國外有比利時BMD、美國Spodance、奧地利pini&kay、日本等生產螺旋擠壓式成型機，但螺桿磨損修復周期僅60h左右。故國外均采用工廠化生產。中國曾引進多條生產線，但沒有取得成功。
②國外生產機械沖壓式成型機的有瑞典Bogma、丹麥Dester、德國Drupp、瑞士Pawert等。這
類產品最人問題是一次性投入大，每臺最少需10萬歐元以上，且曲軸偏磨問題很難解決。
③國外液壓式成型機生產的有英國Comafer、美國FBN、荷蘭RSN等。設備生產率為65～100kg/h，密度為0.92—1.1g/m3，平均比功耗為83.5～128.3W/kg，比投資為89—171.6$/kg。而HPB-II1型液壓式成型機生產率為500kg/h，密度為1.03～1.3 g/m3，平均比功耗僅為61.6W/kg，比投資為37.5$/kg。
④國內采用液壓三雙（雙向喂科、雙出頭油缸、雙向成型）結構的秸稈成型機，唯有河南農業大學。其它類型目前均沒達到在農村較長時間應用的水平。該設備的“三雙”液壓控制設計、三段式成型系統設計、“機．液．電”一體化設計均具有很強的集成創新性。經國內高層專家組（四侮院士、三位高校校長）鑒定，項目具有國際先進水平，在國內居領先地位。
4.2 HPB系列液壓活塞式生物質秸稈成型機的研究進展
河南農業大學從1998年開始，針對其它成型設備存在生產率低、工作部件易磨損等關鍵技術，研制出了液壓驅動艤頭活塞式HPB系列秸稈成型機及生物質成型燃料專用燃燒爐，尤其對我國每年產生的秸稈具有極好的消化能力，克服了其它成型設備難以處理秸稈的問題。2000年得到了國家科技部科技攻關和農業科技成果轉化資金的支持，為課題組進一步與企業和農村實際結合創造了條件；為把技術成果轉化成生產力，經專家鑒定后，2002年向企業轉讓了技術，止式投入了產業化示范生產；2003年課題義得到了河南省財政廳的支持，把技術推J“劍了資源最豐富的農村，在成型燃料的生產和燃燒方面進行了試點示范，提高農民文明生活水平，增加農民收入，節約了能源；2004年后先后在北京懷柔、新疆、吉林、遼寧、江蘇、山東、河南和鄭州農業高技術園區等進行了試點運行，分別對秸稈成型燃料在小型鍋爐、農用塑料人棚冬天供熱、農戶生活用爐等方面的應用進行了試驗研究，試驗結果證明，秸桿成型燃料是一種燃燒特性優與普通燃煤、價格低于煤、燃燒尾氣污染成分少于煤的可再生優質燃料。
5、發展趨勢
秸稈從田間收集→烘干機干燥機干燥→粉碎機粉碎→顆粒機成型→燃燒所需設備必須配套，才能在農村、城推廣應用。
①從秸稈資源產鼙看，廣人農村和鄉鎮的各種秸稈、農林廢棄物量大充足，覆蓋面積廣，資源價格低廉。我國每年生產的農作物秸稈總量約占全世界總量的20%～30%。其中可收集的作物秸稈近6億I。秸稈擠壓成型后其密度約增加10倍，燃燒速度快，節省時間，燃燒后可提高燃燒溫度和熱利用率，減少空氣環境的污染，可使秸稈成為高晶位的能源產品加以利用。
②從國家政策分析，該項技術符合我國能源、環保及建設節約型社會的要求，2006年正式實施的《可再生能源法》為其發展提供了強有力的政策保障。目前多數地區都采取了禁燒秸稈的措施，大中城市已基本取締了2t以卜的燃煤鍋爐，改燃清潔燃料（天然氣或電），而清潔燃料的成本較高。當秸稈成型機的生產率達到200kg/h時，經過經濟效益計算，秸稈成型燃料棒（塊）的生產成本在200元／t左右；當秸稈成型機的生產率達到400kg/h以上時，秸稈成型燃料棒（塊）的成本可降為160～180元／t，售價在280～300元／t，完全可以替代煤作為城鎮2t以下燃煤鍋爐的燃料，給秸稈利用找到了一條好的出路。
◎生物質成型燃料燃燒后的灰塵及其它指標的排放也比煤低，可實現C02、S02降排，減少溫室效應，是保護生態環境的有效方法，環保效益明顯。
④從設備方面分析，生物質成型燃料生產設備操作簡單，適合農村使用，而且使用方便，經濟可靠。
⑤從生物質成型燃料生產的社會效益分析，成型燃料進入規模化生產后，不但有顯著的經濟和環保效益，而且還可以減輕農村就業壓力，增加農比收入，社會效益顯著。
⑥秸稈粉碎機，成型機的加工工藝并不復雜，成本較低，成型機易損件的使用壽命在lOOOh以上，粉碎與成型單位產品能耗可降至60kWhjt，將秸稈的粉碎和成型放在農區，可有效地解決了秸稈儲存的難題，運輸也更為方便，貯運成本可降低70%左右。農民購置一套成型燃料設備可在2～3年時間內收回成本，完全可以在農村中推廣應用。生物質成型燃料爐的應用可設在中、小城鎮或農村，這樣秸稈從粉碎、成型到燃燒即可形成產業化。
⑦據國際可再生能源組織的預測，地下石油、天然氣及煤的貯量，按目前的利用速率只夠用60年左右因此。秸稈生物質可再生能源熱壓成型后作燃料，使其得到高品位的利用，是未來可再生能源的一個發展方向。
⑧目前我國秸稈生物質成型燃料的生產水平還比較低，政策不完善，技術研發水平較為落后。為了促進物質成型燃料的生產，國家已采取了很多措施，出臺了較多相關的法律法規和補貼政策，制定了可再生能源中長期發展目標。如在生物質成型燃料的利用方面由目前的不足50萬r／年，提高到2020年的2000萬t／年。因此，加人生物質成型燃料利用的力度，提高生物質成型燃料的生產能力和技術水平，實現生物質成型燃料的利用目標，改善和提高我國農業資源利用效率具有重要意義。
三門峽富通新能源銷售顆粒機、秸稈壓塊機、飼料顆粒機、秸稈顆粒機、木屑顆粒機等生物質燃料飼料成型機械設備。
