竹木、秸秆等植物原料中多数含有纤维素、半纤维素和木质素。纤维素可以制备纤维素衍生物、纸浆或经过微生物转化为天然气。半纤维素可以提取木聚糖、低聚木糖或加工成木糖醇,也可以直接经过微生物转化成天然气。
福州大学材料科学与工程学院从竹子、木材边角料、树皮、秸秆等废弃物中提取纤维素、半纤维素,采用新型数控汽爆装置对生物质原料进行蒸气爆破预处理,然后经过微生物发酵等工艺把半纤维素降解,让半纤维素、纤维素直接转化成生物天然气。
由此工艺生产的生物质天然气产品高于国家车用天然气(CNG)的标准,可100%替代汽油,对机动车发动机的保护更为彻底,大大延长机油更换时间。而且生物质天然气分散生产、分散销售,无运输管道成本。相比于汽油,车辆燃料费用下降40%以上。
每千克生物质通过转化成生物天然气,可实现能量转化率75%~87%,在目前已知的生物质能热量转化中居首,成本最低。每千克生物质原料盈利最高。制取生物质天然气的原料来源广泛、技术稳定、过程易控、转化价值高。
此外,对于植物原料中另一组分木质素,也可应用系列专利技术制备各种木质素衍生物,可以替代部分石油化工原料(如苯酚、双酚A等),应用于高分子材料的改性。