从图2可以看出，在原料颗粒小于4 mm条件下，桉树皮和桑枝的颗粒成型率均高于90％，说明较小的颗粒有利于压制成型。但颗粒度并非越小越好，当原料颗粒由3 mrfl减少至2 mm，颗粒成型率出现轻微下降。因为在压制成型过程中，半纤维素和木质素可以发生软化流动，而纤维素却能够保持其硬的、细长的纤维状不变，从而形成一个以木质素、半纤维
素胶结纤维素的网状骨架微结构，在一定的粒度范围内，相对较长的纤维素颗粒可以增加网络骨架的支撑力，形成韧性、强度更好的颗粒燃料[1 4I。试验数据同时表明，在纤维颗粒的长度增加到一定程度后，颗粒成型效率出现急速下滑。因为当原料颗粒增大到一定量后，纤维素颗粒间的空隙加大，半纤维素和木质素已经无法很好的粘结纤维素网络骨架，成型颗粒燃料容易出现裂痕而碎裂，从而导致成型率出现急速下降。此时，曲线图上形成一个明显的拐点，该拐点可作为我们选择较佳筛网孑L径的参考点。对于桉树皮和桑枝两种不同的物料，因其成分组成不同，成型的难易程度也不同，从图2可看出，当桉树皮的颗粒大小为4～6 mm时，其成型效率均大于90％，而桑枝的成型过程对颗粒度的要求相对较高，其较佳的颗粒大小为4 mm。

从图3可以看出，原料含水率对颗粒成型效率影响非常大，桉树皮和桑枝两种生物质原料在含水率与颗粒成型效率的关系曲线趋势几乎是一致的，只有将原料含水率控制在16％～20％的条件下，颗粒才能有效成型。当原料含水率降低至16％以下时，颗粒成型率呈现急速下降的趋势。如当原料的含水率在(12±0．5)％时，桉树皮和桑枝的成型效果均不理想，
颗粒成型率分别为48．87％和45．67％，而且在较低的含水率条件下，在生物质颗粒燃料成型过程中，颗粒成型燃料容易吸收空气中的水分，导致颗粒成型燃料膨胀变形、松弛开裂；当原料含水率高于20％时，颗粒成型率同样呈现出下降趋势，而且在颗粒成型过程中，多余的水分会被蒸发，汽化而产生大量蒸汽，若蒸汽不能及时从成型机中排出，易导致颗粒成型燃料体积膨胀，占据空间增大，形成气堵，会造成机器卡死‘15I。
2．4颗粒燃料产品质量分析
颗粒燃料产品质量的优劣是评判其适用性和市场竞争力的关键因素，因而，我们在较佳的成型工艺条件下(原料含水率约20％、颗粒大小为4 mm，环模孑L长径比为4．5：l，粘结剂的添加量为5％)制备颗粒燃料，考察生物质原料与颗粒燃料产品质量的关系，结果见表3。从表3可以看出，桉树皮和桑枝制备的颗粒燃料其密度≥1．1 g／cm3，机械耐久性≥95％，添加少量的粘结剂可以提高产品密度和机械耐久性，这主要是因为粘结剂的主要成分是木质素，且颗粒较小，在压制成型时具有更好的流动性，可迅速填充纤维素长纤维的空隙并与之牢固结合；桉树皮和桑枝颗粒燃料的灰
分均≤3％，低位热值均≥4100 kcal／kg，说明两者在试验条件下都可充分的燃烧，发热量达到了欧洲生物质颗粒燃料行业标准要求。颗粒燃料中纤维素的含量是影响其热值的主要因素，一般纤维素含量越高，低位热值越高[1 6|，桑枝颗粒燃料因为组分中含有更多的纤维素，其低位热值要稍稍高于桉树皮颗粒燃料。综上，环模孑L长径比、原料颗粒大小、粘结剂添加量以及含水率都对生物质颗粒燃料的成型率和产品质量都有一定影响。在实际生产过程中，要充分考虑生物质原料的成型难易程度和生产成本，其中环模孔长径比决定原料的成型压力和压缩比，是影响原料成型效率的重要因素。环模孔长径比越大，原料成型过程中受到的压力越大，成型率越高，但耗电量也大幅提高，同时成型耗时长，对环模损耗大。通过添加适量的粘结剂可以使生物质原料在更低的环模孑L长径比条件下成型，使生物质颗粒燃料更具市场竞争力。试验所用粘结剂的主要成分为木质素，可以充当压制成型时生物质颗粒的塑化剂，增加颗粒燃料问的粘结
力，改善成型效果。此外粘结剂中还有少量的果胶、焦糖、松香酸以及不饱和脂肪酸等小分子物质，在高压条件下同样具有很好的流动性和胶黏性，可以快速填充纤维素间的空隙，增加组分间相互作用，提高颗粒的成型率。但随着粘结剂的添加量进一步增加，颗粒成型效果的改善有所趋缓，如在本研究中，在环模孔径长比为4．5：1时，添加5％的粘结剂，桉树皮和桑枝都可以有效成型，成型率大于91％。原料的含水率是影响颗粒成型率的另一大关键因素，适量存在的水分子可以使原料颗粒间的内摩擦变小，流动性增强，从而促进原料颗粒在压力作用下662滑动而嵌合，形成坚韧的颗粒燃料m]。含水率过低时，水分子主要以结合水形式存在，与纤维素非结晶区、半纤维素和木质素组分的羟基、羧基形成强烈的氢键，水分子的扩散能力减弱，导致原料颗粒流动性变差，颗粒因得不到充分的延展而无法成型；含水率
过高时，由于原料中较多的水分被挤出后，分布于粒子层之间，使分子间距离增大，粒子层间不能紧密贴合，而且挤压成型时产生的热量容易消耗在多余水分蒸发上，降低成型温度，使原料中的木质素难以软化，导致其粘结力下降，从而影响成型效果‘1 8|。在本试验条件下，原料含水率控制在16％～20％可以有效成型。
4 结论
(1)当原料的含水率为16％～20％，颗粒度为4mm，环模孔长径比为4．5：1，粘结剂添加量为5％时，桉树皮和桑枝的成型效率均大于91％，成型机也可稳定运行。
(2)添加5％的木质素粘结剂可以使生物质原料在更低的环模孔长径比条件下成型，减小环模磨损，并可以有效的提高颗粒燃料的成型率、产品密度、耐久度以及低位热值。
(3)原料的组成对颗粒燃料的成型条件和产品质量有着重要影响，原料中木质素、半纤维素含量越高，越容易压制成型；纤维素含量越高，越有利于提高颗粒燃料的低位热值。