Co-pirólise de resíduos de pneus e resina polimérica presente na areia de fundição em um reator de leito fluidizado

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Perondi, Daniele
• Orientador(a): Godinho, Marcelo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Borracha sintética; Pirólise; Reações químicas
• Link de acesso: https://repositorio.ucs.br/handle/11338/807

O aproveitamento de pó de borracha oriundo de pneus por meio da sua conversão térmica, agregandolhe valor econômico através de seus produtos de pirólise, pode representar uma solução para o problema ambiental de descarte deste resíduo. Na indústria de fundição são gerados dois tipos de areia: areia impregnada com resina (AIR) e areia verde (AV), sendo a primeira classificada como resíduo perigoso, dependendo da concentração de fenol nela contida. No presente trabalho são abordados dois resíduos industriais (pneu e AIR), de maneira a propor uma solução através do processo de co-pirólise em um reator de leito fluidizado. As amostras foram submetidas a vários ensaios de caracterização. A AIR foi caracterizada a partir da determinação da concentração de fenol e por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A resina polimérica foi submetida a ensaios de Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e as amostras de pneu (pó de borracha) foram caracterizadas através das análises elementar (CHNS) e imediata, além do poder calorífico superior. Os parâmetros cinéticos da reação de pirólise da resina polimérica incorporada a AIR foram determinados através de análise térmica (TGA / DTG) sob condições isotérmicas e nãoisotérmicas. O triplete cinético (Energia de Ativação, Fator pré- exponencial e mecanismo de reação) foi avaliado pelos métodos de Coats-Redfern, MacCallum-Tanner e van Krevelen. A análise térmica indicou que a degradação da resina polimérica ocorre em três fases distintas. Sob condições isotérmicas a energia de ativação (Ea) e o fator pré-exponencial (A) foram determinados como sendo 61,98 kJ.mol-1 e 3,13.102 s-1, respectivamente. Sob condições não-isotérmicas a cinética da pirólise da resina polimérica na região de maior perda de massa pode ser descrita pelo mecanismo Fn, para conversões abaixo de 0,8 e por um processo de difusão (D3) para as conversões acima de 0,8. A copirólise das amostras de pneu (PLABOR 100/420 e PLABOR 600) e da resina polimérica presente na AIR foi realizada em um reator de leito fluidizado sob atmosfera de nitrogênio (N2). Para realização dos experimentos foi utilizada uma vazão de nitrogênio de 0,70 Nm3/h. Seis borbulhadores foram utilizados para a condensação do óleo produzido no processo. O óleo e o char obtidos a partir da pirólise foram caracterizados. Os principais componentes presentes no óleo pirolítico foram determinados através de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FITR), enquanto a morfologia do char foi avaliada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). No estudo da co-pirólise, observou-se que o processo é eficiente para a remoção da resina polimérica contida na areia de fundição, pois houve redução do teor de fenol após a reação. Observou-se um rendimento de 0,46 L/kg de pneu (base úmida) para o ensaio de co-pirólise com a borracha PLABOR 100/420 e de 0,78 L/kg de pneu (base úmida) para o ensaio com a borracha PLABOR 600, além de 10,16 g de char no ensaio com a borracha PLABOR 100/420 e 12,83 g no ensaio com a borracha PLABOR 600 para cada 50 kg de borracha alimentada.