生物质能源作为一种清洁能源,具有广阔的发展空间和产业化前景,是化石能源的最佳替代品之一,而纤维素燃料是最具前景的生物质能源之一。生物质固体成型技术能大幅提高生物质密度和抗变形性,降低生物质的储运成本,提高纤维素燃料的生产效率。然而,传统生物质固化成型技术一般要求高温高压和添加粘结剂,这制约了纤维素燃料产业化。双超声压缩生物质工艺将超声振动技术应用到生物质压缩成型,不仅能够使颗粒在常温常压下成型,提高压块的各项品质参数,而且能显著提高生物质酶水解出糖率,对纤维素燃料的产业化发展具有重要意义。根据双超声压缩生物质的工艺要求设计了并联工作的夹心式压电换能器超声振子,并采用串电感匹配方法对振动系统进行调谐匹配。通过实验分析了生物质参数对平均谐振频率的影响规律,发现振动系统的谐振频率漂移主要受生物质颗粒与工具头的接触面积影响。分析了纤维素生物质成分和双超声压缩生物质固化成型过程,发现生物质在冲击振动和压缩力的共同作用下密度增大并产生热效应。实验测量了压块成型力变化规律表明,压缩力为超声频率的振荡力,其振幅受超声电源功率影响。虽然压缩力平均值比预压力稍小,但产生的高频冲击使生物质颗粒剧烈运动起来,降低了颗粒的流动抗力,产生热效应；利用热电偶测量了压块内部各点的温度分布,分析压块中心温度的影响因素及炭化产生的原因,并获得各工艺参数对压块中心温度的影响规律。通过单因素实验分析了压块持久性,获得了各工艺参数对压块抗跌碎性和抗渗水性的影响规律,并通过正交实验获得各因素对压块抗跌碎性影响的大小顺序为含水率>压缩时间>颗粒度>超声电源功率>预压力,对应最佳工艺参数为15%,40s,0.5mm,56%(145W),0.5MPa。通过单因素实验得到双超声压缩工艺对生物质的出糖率影响规律。