我国是世界稻米主要生产大国，稻壳作为稻米加工副产品，每年都有数万吨产生，据了解，天然稻壳不好烧，也不好作肥料，一直是困扰粮食加工企业的一大负担，研究解决稻壳的合理利用，变废为宝，意义重大．研究表明，燃烧稻壳棒比燃烧同样的烟煤所产生的热效率高12.05 %，而烟尘中的二氧化碳特别是二氧化硫含量却大大降低，我国每年产生的稻壳约6000万吨，如果稻壳棒的生产技术得到推广，每年可节约原煤6000万吨，小小稻壳棒蕴含着巨大商机和广阔前景。
1、生物质颗粒燃料的成型机理
1.1生物质压缩成型的粘结机制
当农林废弃物进行热压成型时，构成生物质的化学成分可以转换为粘结剂，增强了成型物颗粒间的粘结力，在对生物质燃料压缩成型的研究中认为，虽然成型物的密度和强度受温度、含水量、压力、添加剂等诸多因素影响，但实质上，都可以用Rumpf所述的一种或一种以上的粘结类型和粘结力来解释生物质成型物内部的成型机制。
1.2生物质压缩成型的粒子特性结构
生物质的主要物质形态为不同粒径的粒子，粒子在压缩过程中表现出的充填特性、流动特性和压缩特性对生物质的压缩成型有根大的影响，通常生物质压缩成型分为两个阶段，第一阶段，在压缩初期，较低的压力传递至生物质颗粒中，使原先松散堆积的固体颗粒排列结构开始改变，生物质内部空隙率减少，第二阶段，当压力逐渐增大时，生物质大颗粒在压力作用下破裂，变成更加细小的粒子，并发生变形或塑性流动，粒子开始充填空隙，粒子间更加紧密地接触而互相啮合，一部分残余应力贮存于成型块内部，使粒子间结合更牢固．
1.3生物质压缩成型的电势特性
根据传统的电学理论，一旦固体颗粒与液体接触，在固体颗粒表面会发生电荷的优先吸附现象，这使固相表面带电荷，在与固体表面接触的周围液体会形成相反电荷的扩散层，从而构成了双电层．这种介于固体颗粒表面和液体内部的电势差称为℃电势，它对生物质颗粒的压缩成型起排斥作用．因此，减小℃电势的绝对值，就可以在少加或不添加粘结剂的情况下，提高成型块的强度。
2、生物质燃料挤压成型机的试验研究
2.1生物质物料热压成型的工艺条件
2 .1.1压力
旋转的挤压螺杆不断地把物料向前输送、推进和压缩，因而在螺纹槽内，螺杆与筒壁在推进面上形成较大的压力，此压力的大小取决于螺杆副的几何尺寸、物料间的磨擦性和转速大小，用传统的Darmell_和Mol公式计算有较大的误差，栾明奕、王文等用实测方法得到结果表明：若压力p小于26.73MPa时，物料不能顺利成型，此为给定条件下的成型压力。
测试仪器为：YD-15动态应变仪；BY-2317电屏记录仪；压力及扭矩传感器等．
测试条件：物料（稻壳）含水率：15%；螺杆转数：310r/nun;加热温度：288℃；螺杆导程36mm，外径57mm。
测试结果：扭矩T= 313NM；轴向压力：P=26.73MPa.
2.1.2温度
生物质物料在挤压、剪切、摩擦的作用下产生部分内热，但这部分热产生的温度不足以使生物质物料
中的木质素软化及熔融，故必须外加热能进行补偿．研究表明，最佳成型温度应控制在140～180℃．
2.1.3挤压过程滞留的时间
物料受到强大的挤压力时发生变形，因而在成型物料内部残留很大的内应力，由于内应力的作用，成型物料在出口处将要迅速发生膨胀，严重时“放炮”，水气连同物料一同迅速排出，为消除这种现象，需要将物料中残存的内应力消除，解决的办法除在螺杆导向锥体上开有两个对称的排气槽之外，还要求有一定的滞留时间，一般应不少于30秒，当加热温度高时，时间还可以短些．
2.2成型螺杆
螺杆是保证成型及产品质量的关键因素，这里仅对常用的等螺距螺杆进行分析．
2.2.1对产品密度的影响
压缩是成型的前提，只有螺杆和套筒之间的适当配合，才能对物料进行压缩．压缩段后移，螺杆和套筒之间的间隙就会增大，物料受到的阻力增加，产品密度也随之增大，但过度后移会造成阻力太大而无法成型．实验表明，当螺杆第一个螺纹进入套筒深度为50～60mm时，成型过程可以顺利进行，而且燃料棒的密度也好．
2.2.2对成型速度的影响
在温度等条件一定的情况下，成型速度是由螺杆和套筒之间的尺寸配合所决定的，所以研究=者之间的尺寸配合关系是提高生产效率的关键，实验结果表明，当二者配合间隙为5～6mm时，成型速度是最快的．
2.2.3成型螺杆的使用寿命
螺杆是在较高温度和压力下工作的，螺杆与物料之间的干摩擦使螺杆摩擦非常快，螺杆与套筒之间的间隙逐渐增大，造成设备不能正常工作．所以解决了螺杆磨损快的问题也就解决了成型机的实用性问题．实验结果表明，螺杆的磨损只在第一个导程范围内，解决这部分的磨损问题，就可以延长螺杆的使用寿命，基于这样的分析我们设计了一种带活动螺旋头的螺杆（选择特殊耐磨材料制作活动螺旋头）。经过实验，此种螺杆的使用寿命在800h以上，这就从根本上解决了螺杆磨损快的问题．
查《机械设计》P表15-2，选取轴端倒角为2×45。
3.4轴的校核
具体校核过程省略，经校核，截面0是轴的危险截面。
4、结论
综上所述，影响生物质固化成型的因素是多方面的，而且各因素之间还相互制约．一般地说，物料含水率为6%～10%，成型温度为240-260C，螺杆与套筒间隙为5-6mm，是生物质固化成型的最佳条件。
对稻壳棒成型机理的探索及螺杆式挤压成型机的研制成功，改变了单一的机型和解决了挤压部件磨损严重、能耗高、生产率低的弊端，该技术推广应用对开发利用生物质有积极推动作用。
三门峡富通新能源生产销售颗粒机、秸秆颗粒机、稻壳颗粒机、饲料颗粒机等生物质燃料饲料成型机械设备。
