Influência de catalisadores baseados em zeólitas na distribuição de produtos dos vapores condensáveis de pirólise de fibras de madeira de média densidade (MDF)

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Mayer, Francieli Martins
• Orientador(a): Zini, Claudia Alcaraz
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Madeira; Pirólise; Zeolita; Cromatografia gasosa
• Palavras-chave em Inglês: Medium-density fiberboard; Analytical pyrolysis; Zeolyte; Gas chromatography
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/206565

A alta produção mundial de resíduos de MDF representa uma preocupação devido as suas aplicações de baixo valor agregado, descarte incorreto e principalmente por seu potencial tóxico. O uso de catalisadores zeolíticos modificados com metais no processo de pirólise rápida se apresentou mais eficaz no aumento da conversão de MDF residual em compostos com maior valor agregado do que apenas o emprego de biomassa, sem catalisador ou mesmo com o catalisador original, não impregnado. O bio-óleo de MDF residual de madeira de eucalipto com revestimento melamínico (E-MDF/Mel) mostrou alto rendimento em compostos oxigenados e fenólicos. Dentre as alternativas para a remoção de compostos contendo nitrogênio, lavagem com água a 80 ⁰C foi a mais eficiente (86,6% de remoção). Os catalisadores baseados em HZSM-5 sintetizados em laboratório promoveram a produção de hidrocarbonetos monoaromáticos (MAH: 23,8 – 47,6%) e hidrocarbonetos poliaromáticos (PAH: 0,7 – 5,1%). O uso de Ni5S conduziu a uma maior seletividade a BTX (37,9%), seguido pelo Fe5S (31,4%) e ambos mostraram tendência de aumento da produção de MAH. O desempenho de Co5S e Nb5S foi semelhante ao da HZSM-5S e Zn5S alcançou rendimento inferior aos demais catalisadores (MAH: 23,8%). Os catalisadores impregnados com metais diminuiram o rendimento de PAH em relação à HZSM-5S. O uso de zeólitas-β propiciou excelentes resultados na produção de hidrocarbonetos aromáticos (AH: 70,2 - 85,4%) durante a pirólise catalítica de MDF residual pré-tratada com água a 80 ⁰C. Quando impregnada com níquel, a forma ácida da zeólita beta (H-β) apresentou melhor desempenho no que tange à seletividade aos compostos BTEX (23,5 a 39,3 e 38,7% das Ni3-β e Ni5-β, respectivamente, onde 3 e 5 indicam o percentual de níquel impregnado em H-β). A redução na área cromatográfica percentual de PAH, compostos indesejáveis devido a sua alta toxicidade, foi alcançada com catalisadores impregnados com níquel (36,7% a 11,1 e 15,9% para Ni3-β e Ni5-β, respectivamente). Dentre as zeólitas-β, a Ni3-β foi a melhor opção para a produção de bio-óleo seletivo para BTEX e com baixo teor de PAH. De maneira geral, a impregnação de determinados metais em catalisadores zeolíticos pode promover a melhora no desempenho do catalisador no que tange à seletividade para BTEX, redução de PAH e desoxigenação dos produtos de pirólise de MDF residual.