目前,能源和化工原料绝大部分来源于化石资源,而使用化石原料不可避免地带来大气二氧化碳浓度净增加等环境污染问题和化石资源的不断减少,造成资源枯竭的问题,因此开发可再生的、可循环使用的新的能源和化工原料来源迫在眉睫。生物质包括薪炭林、经济林、用材林、农作物秸秆、林业加工残余物和各类有机垃圾等,是唯一能够直接转化为液体燃料的可再生能源和化学化工原料。
本文选择了具有四川特色的毛竹作为原料,分析了其不同生长时间的组成,研究了不同热解温度、不同催化剂对热解产物产量、气体变化及液体组成分布的影响。对于不同生长时间的毛竹的不同部位,用化学方法测定了毛竹中纤维素、半纤维素和木质素的含量。在高纯氮气氛围内使毛竹粉末热解,分别在无催化剂和添加不同Ni 含量(5%、10%、15%)的NiO/γ-Al2O3催化剂,添加不同配比(催化剂/毛竹粉末质量)的三种沸石分子筛催化剂HZSM-5、Hβ、NaY情况下进行。剩余的残渣称重。收集的液体产物称重,并用Agilent5973N 色质联用仪分析检测。反应气用气相色谱在线检测。
实验发现,一年、两年和多年生的毛竹,其主要成分纤维素、半纤维素和木质素的含量变化不大,表明毛竹在一年时间内即可生长成熟,并能很快再生,可很好地适应可持续发展的需求。
毛竹直接热解时,液体产物的量随着温度升高而增加,550℃时达最高值37wt%,随后减少。300～500℃的气体含量相当,550℃时气体量最少,600～700℃时的气体含量相当,且都高于低温时。液体产物中最主要的组分是醋酸、2,6-二甲氧基苯酚、2,3-二氢苯并呋喃等。
