Produção de produtos químicos de elevado valor económico a partir da reciclagem de resíduos plásticos
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| Data de Publicação: | 2021 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
| Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10451/48648 |
Resumo: | Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2021 |
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Produção de produtos químicos de elevado valor económico a partir da reciclagem de resíduos plásticosPirólise térmicaPolietilenoPolipropilenoPoliestirenoMisturas plásticasTeses de mestrado - 2021Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia do AmbienteTese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2021O plástico nunca teve um papel tão importante e uma presença tão assídua na sociedade como nos dias de hoje. A dependência face a este tipo de material, associada à descartabilidade que lhe é dada e à irresponsabilidade humana, faz com que se tenham atingido valores preocupantes na geração de resíduos plásticos. Essa massiva produção de resíduos, acoplada à não valorização dos mesmos, ou, simplesmente, à sua deposição em locais inapropriados, tem vindo a tornar-se nos últimos anos num problema ambiental grave, contribuindo para uma degradação dos ecossistemas e seus serviços. É importante compreender que a culpa não é do material plástico, até porque sem ele, a sociedade moderna que hoje se conhece não existia. O problema reside na gestão incorreta que se faz do (resíduo) plástico, quer seja pelo não encaminhamento do mesmo para centrais de reaproveitamento, quer pela (ainda) tímida aposta na implementação de tecnologias de valorização. Para além disto, o atual ritmo de produção de resíduos é amplamente superior à presente capacidade de tratamento. Por isto, para a construção de um futuro sustentável, para além da necessidade de reeducar a sociedade, é crucial continuar e intensificar a aposta nas “tradicionais” técnicas de valorização de resíduos, em paralelo com a investigação e instalação de novas tecnologias, que possibilitem um reaproveitamento diversificado do conteúdo energético e químico do resíduo plástico, como a pirólise. A presente investigação, inserida no projeto europeu H2020 (i-CAREPLAST), tem como principal objetivo estudar a pirólise puramente térmica de resíduos plásticos, em condições operacionais moderadas. Para o efeito, utilizou-se uma temperatura de reação de 440ºC, um tempo de residência de 30 minutos e pressão inicial igual à pressão atmosférica. Sobre estas condições, foram pirolisados resíduos plásticos de PE (PEBD), PP, PS, PET e PVC. Os três polímeros maioritários foram sempre PE (PEBD), PP e PS, realizando-se somente pequenas incorporações de PET e PVC, de modo a perceber se as mesmas exerciam algum tipo de influência nos produtos obtidos. O foco da dissertação com a realização desta atividade laboratorial, foi maximizar a obtenção de compostos líquidos e seu teor em aromáticos e olefinas (maioritariamente), mas também perceber de que modo é que a composição das misturas de resíduos plásticos influencia o rendimento e composição dos produtos obtidos. Analisou-se também o efeito exercido pelo parâmetro tempo de residência sobre a quantidade e qualidade dos produtos. Nas condições operacionais empregues, confirmou-se, sempre, um rendimento líquido bastante elevado e superior ao rendimento gasoso e ao rendimento sólido. Tendencialmente, constatou-se que a maior inclusão de PS resultava num incremento do produto sólido. As ligeiras incorporações de PET ou PVC nas misturas plásticas, resultaram também num acréscimo do produto sólido. Em contrapartida, um maior teor de PE (e um decréscimo de PP e PS) favoreceu a produção de hidrocarbonetos líquidos. Quanto ao tempo de residência, verificou-se que a sua extensão provocava um aumento da fração gasosa em detrimento da líquida. De salientar, que todas as variações aqui mencionadas, foram sempre ténues. No produto gasoso verificou-se que este era constituído maioritariamente por compostos alifáticos. Na composição do produto líquido a concentração volúmica desses compostos foi sempre superior ou igual à dos aromáticos.Plastic has never played such an important role and a presence as assiduous in society as it does today. The dependence on this type of material, associated with the disposability it is given to it and human irresponsibility, has led to worrying levels of plastic waste generation. This huge production of waste coupled with the lack of recovery of it and its deposition in inappropriate places, has in recent years, became a serious environmental problem, contributing to the degradation of ecosystems and their services. It is important to understand that the focus of the problem is not the plastic material, without him the modern society that is known today, would not exist. The problem lies in the incorrect management of plastic waste because it is not sent to reuse centers or because the bet on recovery technologies is still weak. In addition, currently, the pace of waste production is higher than the treatment capacity. Therefore, for the construction of a sustainable future, it is necessary to re-educate society, to continue and intensify the investment in traditional techniques for the valorization of waste, simultaneously, with the investigation and installation of new technologies, which enable diversified reuse (energy and chemical) of plastic waste, such as pyrolysis. This research is part of the European Project H2020 (i-CAREPLAST) and its main objective is to study the thermal pyrolysis of plastics, in moderate operational conditions. For this purpose, a reaction temperature of 440ºC, a residence time of 30 minutes, and an initial pressure equal to atmospheric pressure were used. Under these conditions, five types of polymers were pyrolyzed: PE (LDPE), PP, PS, PET e PVC. The three major polymers were always PE (LDPE), PP and PS, with only small incorporations of PET and PVC, to understand if they had any influence on the products. The focus of this investigation was to maximize the production of liquid compounds and their content in aliphatic compounds (mainly olefins - alkenes) and aromatics, but also to understand how the composition of mixtures of plastics influences the yield and composition of the products. The effect of residence time on products was also analyzed. In all tests, was always confirmed a very high liquid yield and higher than the gas yield and the solid yield. Furthermore, it was observed that the greater inclusion of PS resulted in an increase in the solid product. The slight incorporation of PET or PVC in the plastic mixtures, also increased the solid product. In contrast, a higher PE content (and a decrease in PP and PS) favored the production of liquid hydrocarbons. An increase in residence time showed that the gas fraction increased, and the liquid fraction decreased. All the variations, associated with product yields, have always been moderate. The composition of the gaseous product was always dominated by aliphatic compounds (alkanes and alkenes). It was always observed in the composition of the liquid product a higher (or equal) volume concentration of aliphatic compounds (paraffins and olefins) compared to the concentration of aromatics.Costa, Paula Alexandra da ConceiçãoPinto, FilomenaRepositório da Universidade de LisboaCosta, Luís Pedro Ribeiro da2021-06-19T13:24:26Z202120212021-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/48648TID:202933954pormetadata only accessinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:52:00Zoai:repositorio.ul.pt:10451/48648Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T22:00:25.735012Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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