近年来,发展新能源逐步替代化石燃料一直是国家所关注的问题,化石燃料燃烧会产生污染气体,是不可再生能源,生物质能源来源广泛,价格低廉,是无污染可再生的优质资源,林业生物质每年产能约为3亿t,其中海棠树种因适应环境范围较广,繁殖方式多样,成活率高的特点,在全国各地均有种植,如将海棠园林修剪物收集、处理和加工成高品质的生物质固体燃料,可丰富其废弃物无害化综合利用方式。但如何寻找最佳参数配比,且在最低能耗下所能达到的生物质固体燃料最佳成型效果,是一个必须解决的问题。本文研究了海棠物料热压成型工艺,传力、传热特性原理,并进行离散元仿真分析,为生物质固体燃料加工工艺及装备设计提供了依据。首先以海棠物料为研究对象,对固体燃料物理特性的影响进行单因素和多因素分析,基于满意度函数算法进行工艺参数优化。研究传力、传热特性原理,选定离散元软件EDEM,完善相关传热模型理论,编写对应API,进行仿真所需参数的标定,研究仿真试验结果,得到生物质物块成型微观颗粒变化的一般规律。最后通过形变、温度、电镜试验,验证工艺参数优化的必要性和仿真结果的可靠性。主要研究内容与结果如下:（1）对海棠林木废弃物热压成型工艺进行参数优化。先进行海棠物料成型单因素试验,分析得出颗粒度、含水率、温度和压力4因素均对压块的密度、耐久度和抗跌碎性物理性能有显著影响,颗粒度为＜0.16 mm粒径时,其成型物料的耐久度和密度最高,其他颗粒度成型效果差别不大;含水率增大,其物块密度大体呈下降趋势,耐久度和抗跌碎性,先逐渐增大然后稳定;固体燃料物理性能均随温度的增高逐渐增大,最终趋于稳定;压力越大,成型压块品质越好。根据试验数据,确定因素最佳取值范围,设计三因素（含水率、温度和压力）三水平的响应面试验,其方差分析结果显著,根据满意度函数法对响应面数据进行优化,得到最佳参数组合,海棠的温度、含水率、压力为127.6℃、5%、128.32 MPa,在此参数组合下,进行验证试验,其对应的密度、耐久性和抗跌碎性为1.056 g/cm-3、99.95%、99.98%。（2）研究生物质成型颗粒间传力、传热特性。采用EDEM离散元软件,选定软球模型和Hysteretic Spring接触模型,研究了颗粒间传力传热机理,完善相关传热模型理论,通过二次开发接口编写对应API。构建海棠生物质EDEM颗粒模型,并用试验和仿真相结合的方法,标定EDEM仿真运行时所必须的颗粒与模具的接触参数,最终标定出生物质物料颗粒与模具间的恢复系数、静摩擦系数和动摩擦系数为0.613、0.588和0.091,生物质物料颗粒间的恢复系数、静摩擦系数和动摩擦系数为0.467、0.515和0.118,以减少不必要的误差,使仿真结果更趋近于实际。（3）进行EDEM生物质热压成型仿真模拟,研究仿真试验结果,得出在形变为0.5左右,逐渐由弹性变形转变为塑性变形阶段,模具内颗粒位移逐渐一致,整体呈现杂乱,无上下层颗粒之分,接触力在0.4-0.6范围内突然激增。物块成型热量传递与压缩程度密切相关,未压缩的生物质传热速率极慢,90MPa压力条件下,2分钟左右压块内部即可达到指定温度,不同设定温度传热时间大体相同,颗粒度越大,传递热量越快,生物质物块散热时间较加热所需时间少。故试验设计在压力90MPa下保压3分钟是极其合理的,脱模后自然放置2分钟即可装入密闭性良好的塑封袋中。（4）对海棠固体燃料热压成型和仿真试验进行试验验证。设计生物质热压成型试验系统,观察成型试验中应力和温度的变化数据,与EDEM仿真结果作对比,应力应变和温度变化基本一致,证明离散元软件EDEM和编译API的合理性。成型压块微观电镜试验,从微观角度解释了单因素四个因素（颗粒度、含水率、温度和压力）选取的合理性,验证了不同水平产生的宏观物理性能的原因,并且进一步验证了EDEM仿真参数设计的合理性。上述研究以海棠固体燃料的成型工艺参数和颗粒间传力、传热特性进行了研究,从微观角度对生物质固体燃料热压成型机理进行了研究,为生物质固体燃料生产工艺及装备设计提供了参考依据。