虽然国内各科研院所和企业已相继研发出各种类型生物质环模颗粒成型机，但其基本工作原理类似(如图2所示)。工作时，电动机带动环模以一定的转速顺

时针旋转，物料在自身重力和环模离心力的作用下进入制粒室，随之物料开始被攫人工作区，压辊在工作区摩擦力的作用下与环模同方向旋转。随着模辊的不断旋转，攫人的物料也不断向前推进，挤压力和物料密度也都随之增加。当环模挤压力增大到足以克服物料与环模孔内壁摩擦力的时候，具有一定黏结力和密度的物料就被挤进环模孑L内。随着挤压力的不断增加，温度也随之越来越高，物料中的木质素在相当温度下被分解，充当着黏结剂的作用，将物料黏结在一起。由于模辊的不断旋转，物料也不断地被挤进环模孑L内，环模孔内已经成型的物料不断被连续挤出环模孔，在自身重力和外部切刀的作用下，物料被剪断，折成具有一定长度的颗粒状燃料[1”11]，从模孔出口处落下。

生物质环模颗粒成型存在的问题
3．1 磨损严重
生物质环模颗粒成型机工作时，压辊通过摩擦力和挤压力将物料挤进环模孔。截至目前，我国使用的生物质环模颗粒成型机关键部件的磨损问题较为严重，尤以主要部件压辊和环模的磨损较为严重[1引。
南京理工大学蒋清海博士指出D 3_q，环模不同磨损位置起主导作用的磨损机制也不尽相同：环模孔壁磨损十分严重，是以微切削作用为主的磨粒磨损和疲劳磨损的交互作用；环模孔入口处以磨粒磨损为主，出口处则以疲劳磨损为主，从环模孔人口处到出口处的磨损量以指数形式递减，磨损则由以磨粒磨损为主向以疲劳磨损为主过渡。工作环境的恶劣是加剧压辊磨损的主要原因：1)压辊在环模内高速旋转时与喂人物料摩擦生热，温度可达200℃以上，导致压辊材料变脆；2)秸秆收集过程中带入的砂石、玻璃渣和铁屑等硬质颗粒物易造成压辊表面的硬磨料磨损；3)除了物料中含有的杂质、硅酸盐成分和水分等

容易加速摩擦、磨损和腐蚀的物质之外，由于物料的不均匀分布，使得压辊进料侧压面相比其他位置的表面磨损多出近400 E14]。

4)压辊和环模的线速度基本相等，而直径却仅为环模内径的40％左右，故其外表面的磨损率约为环模内表面的2．5倍‘15]。

3．2能耗较大降低生物质环模颗粒成型机的成型能耗已经成为

国内外热点研究问题之一。对于生物质成型燃料加工系统来说，能耗是一个非常重要的性能指标，能耗是指在单位时间内生产成型燃料所消耗的能量与该时间内生产的成型燃料质量的比值。压缩成型的能耗主要包括三部分：原料喂入所消耗的能量；物料与成型部件内壁摩擦所消耗的能量；克服物料弹性变形所需的能量 。1引。

影响生物质环模颗粒成型机成型能耗的因素繁多，如颗粒的大小、含水率、添加剂等物理化学性能以及环模尺寸、模孔大小、环模转速等制粒机相关参数口引。农业部规划设计研究院丛宏斌博士指出凹 ，环模直径、转速以及模辊长径比均对生物质颗粒成型的能耗有着重要影响。环模的直径越大、转速越高，对设备的产能和能耗的影响也就越明显；辊模直径比对设备的产能影响比对设备能耗影响大。辊模直径比越大，设备单位产能能耗越低。

生物质环模颗粒成型机的挤压能耗是真正有效的做功部分，不管是物料在环模孔内的挤压过程还是辊压过程，其挤压力产生的根本原因是由于物料与环模、压辊之间存在摩擦，所以说挤压力是由摩擦力间接引起的。也正是如此，物料在环模孔内的摩擦以及在辊压过程的摩擦产生的挤压能量耗损其实是不可以避免的。生产实践表明，普通生物质环模颗粒成型过程中，环模的开孔率严重地影响着成型过程中的能耗。虽然部分物料经过强高压之后能够挤出环模孔外，但是环模与压辊之间仍有部分物料处于强高压状态而未被挤出环模孔外，这部分物料严重地消耗着生物质环模颗粒成型机的能耗。