Pirólise de pneus é a transformação térmica de materiais em altas temperaturas em uma atmosfera inerte. A pirólise de pneus pode ser obtida por rotas térmicas ou catalíticas. A pirólise é conhecida por sua alta temperatura operacional, tempo de reação e baixa qualidade do óleo. Para superar as dificuldades associadas à pirólise, a pirólise catalítica de pneus usados usando catalisadores foi desenvolvida. Na verdade, 60% a 80% dos pneus usados podem ser convertidos em óleo de pirólise, que é muito semelhante ao diesel, por pirólise catalítica. Como resultado, o óleo de pirólise produzido é de maior qualidade e pode produzir compostos úteis que podem ser usados como matérias-primas para processos químicos e aplicações relacionadas à energia, como geração de energia, combustíveis para transporte e fontes de calor.
Parâmetros que afetam o rendimento dos produtos de pirólise de pneus
A distribuição dos produtos de pirólise nas fases gasosa, líquida e sólida e suas propriedades físicas e químicas são afetadas principalmente pela temperatura. Outras variáveis importantes incluem:
- Taxa de aquecimento,
- Tamanho da partícula,
- Composição da matéria-prima,
- Tempo de pirólise,
- Tempo de residência do pneu,
- Taxa de fluxo do gás transportador e tempo de residência volátil,
- Pressão atmosférica e
- Tipo de pneu (incluindo a presença de vapor no gás transportador)
- Presença de catalisador.
Discutiremos os parâmetros de temperatura e catalisador em detalhes. Porque eles desempenham um papel muito importante no processo de pirólise de pneus.
Temperatura de pirólise do pneu
Para pirolisar pneus, a temperatura de pirólise deve ser alta o suficiente; no entanto, temperaturas mais altas e tempo de residência de gás mais longo na zona quente do reator farão com que o óleo se volatilize em gás. Portanto, há uma temperatura ótima para maximizar a produção de óleo. Como o óleo é o produto mais valioso, o objetivo geralmente é maximizar a produção de óleo.
Estudos mostraram que a faixa de temperatura ideal para a produção de óleo de pirólise de pneus é de 425 graus a 720 graus, com rendimentos máximos variando de 38% a 60%. Variações na taxa de aquecimento, tempo de residência do gás, tipo de reator, taxa de fluxo de massa do pneu e tamanho de partícula do pneu podem ser a causa de variações significativas na temperatura ideal e no rendimento máximo. Essas variáveis secundárias podem afetar especialmente as reações secundárias que convertem produtos químicos líquidos em gás ou compostos sólidos em gás.
Catalisadores usados na pirólise de pneus
Os catalisadores podem aumentar a taxa de pirólise, a qualidade do óleo, o rendimento do óleo e o rendimento de produtos químicos, como hidrocarbonetos aromáticos usados em síntese química. Dung et al. (2009) usaram ITQ-21 e ITQ-24 como aditivos para zeólitas HMOR comerciais para pirolisar cataliticamente pneus usados para melhorar a taxa de pirólise e a qualidade do óleo. Eles mostraram como a proporção de catalisador para pneu afetou a capacidade do óleo de pirólise de produzir gasolina, querosene e asfalteno.
Kar (2011) aqueceu a perlita expandida (uma rocha vulcânica composta principalmente de sílica e alumina) a 850–1000 graus para formar um suporte de catalisador poroso. Metais foram então adicionados ao suporte para atuar como catalisadores. A proporção de perlita para pneu usado foi de 0,10. O rendimento do óleo aumentou de 60,0 para 65,1 por cento em peso. O valor calorífico, densidade, viscosidade e composição elementar do combustível produzido foram comparáveis aos combustíveis de petróleo padrão. Ates et al. (2005) usaram 10% de alumina ativada e aumentaram o rendimento do óleo e o conteúdo aromático do óleo. Williams e Brindle (2003) usaram catalisadores de zeólita Y (CBV-400 e CBV-780) e zeólita ZSM-5 para aumentar a concentração de aromáticos, naftaleno e naftaleno alquilado.
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