能源是世界人类赖以生存与活动的必备资源和重要战略物资，生物质能源是世界能源消费总量第四位仅次于石油、煤炭、天然气化石能源的资源。作为世界农业大国的中国，具有丰富的生物质资源。生物质固体成型燃料具有燃烧清洁、储运安全、可持续发展等特点，但生物质固体成型设备存在生产率低、吨产品能耗高的问题，制约了其市场化、规模化的发展。针对立式环模成型设备生产率低、吨产品能耗高的问题，采用TRIZ理论对立式环模压块机进行创新设计。结合TRIZ理论的设计思路，采用立式环模原理对双层孔环模结构参数进行设计，通过物料在成型过程中的受力情况进行分析，确定双层模孔的上、下层环模中心线夹角为10°；双层孔环模模块夹角为8°。通过对成型压缩过程中物料进行受力分析，确定攫取角与环模偏心角在不同堆积密度下的关系，并通过不同偏心角与吨料能耗的对比试验，确定环模中心线与模块中心线夹角模孔偏心角为4.5°。为配合双层孔环模对物料的攫取，压辊设计为双工作面并与模孔中心线垂直，压辊工作面夹角为170°。对双层孔环模进行ANSYS有限元的静力学分析，通过对成型过程中环模孔的位移分布云图分析环模孔的受力情况。对成型设备进行调试试验，采用含水率26.2%，原料粒度6~0.15mm的糠醛渣为试验原料，确定设备最佳工艺参数：模辊间隙1.0mm，转速160r/min的情况为成型设备成型率最高而吨料能耗较低。在该参数下试验结果表明：压块机生产率为2390kg/h，吨料能耗55.86kW·h/t，成型率为96%以上，成型密度为1.14g/cm3以上，各项生产指标均达到设计要求及行业标准。