بررسی فرایند پیرولیز مخلوط پلی اتیلن ترفتالات و چوب صنوبر در حضور کاتالیست زئولیت برای تبدیل آن به سوخت مایع

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده مهندسی شیمی و نفت

چکیده

در این پژوهش، تأثیر کاتالیست زئولیت  بر فرایند مخلوط پیرولیز پلی‌اتیلن ترفتالات و چوب صنوبر بررسی شد. بدین منظور، در یک راکتور با اندازه‌ آزمایشگاهی، 15 گرم از نمونه بارگذاری شد و پیرولیز نمونه‌ها در دمای C500° و در فشار اتمسفریک انجام پذیرفت. نتیجه‌ها نشان داد که کاتالیست زئولیت می‏ تواند مشخصه‌های فراورده‌های تولیدی را تغییر دهد. در مورد فراورده‌های گازی، کاتالیست باعث کاهش میزان کربن مونوکسید و کربن دی اکسید شد نتیجه‌های آنالیز فراورده مایع نشان داد که آروماتیک‌های سبک مانند بنزن و زایلن و ترکیب‌های خطی سبک مانند آلکان‏ ها شامل اکتان، هگزا‏‏دکان و هپتان و... در مایع موجود بود. با افزودن کاتالیست زئولیت به محیط واکنش، مقدارهای ترکیب‌های ذکر شده به‌طور چشمگیری تغییر کرد. به عنوان مثال مقدار آلکان‌ها کاهش پیدا کرد. نتیجه‌های آنالیزها نشان‌دهنده این بود که تقریبا کاتالیست تاثیری بر روی تشکیل موم نداشت. آنالیز چوب صنوبر، پلی اتیلن ترفتالات و نمونه‌های چار تولید شده در پیرولیز گرمایی و کاتالیستی نشان داد که دو نمونه چار ویژگی‌های مشابهی دارند، اما تفاوت شدت در مشخصه‌های باندهای گوناگون، نشان از متفاوت بودن تعداد گروه‌های عامل شیمیایی در نمونه‌های چار را دارد. آنالیز کاتالیست‌ها نشان داد که به‌دلیل افزایش کم مقدار کربن، می‌توان نتیجه‌گیری کرد که میزان خیلی کمی کک بر روی کاتالیست نشسته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Goyal H., Seal D., Saxena R., Bio-Fuels from Thermochemical Conversion of Renewable Resources: A Review, Renewable and sustainable energy reviews, 12(2): 504-517 (2008).
[2] Kim H.T. et al., Biological Valorization of Poly (Ethylene Terephthalate) Monomers for Upcycling Waste PET, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 7(24): 19396-19406 (2019).
[3] Srinivasn V., Adhikari S., Chattanathan S.A., Tu M., Park S., Catalytic Pyrolysis of Thermally Treated Cellulose Using Different Acidic Zeolites, Bioenerg. Res., 7: 1-12 (2014).
[4] Zhang B., Zhong Z.-P., Wang X.-B., Ding K., Song Z.-W., Catalytic Upgrading of Fast Pyrolysis Biomass Vapors over Fresh, Spent and Regenerated ZSM-5 Zeolites, Fuel Processing Technology, 138: 430-434 (2015).
[5] Dhyani V., Bhaskar T., A Comprehensive Review on the Pyrolysis of Lignocellulosic Biomass, Renewable Energy, 129: 695-716 (2018).
[6] Williams P.T., Brindle A.J., Catalytic Pyrolysis of Tyres: Influence of Catalyst Temperature, Fuel, 81(18): 2425-2434 (2002).
[7] Yu J., Liu S., Cardoso A., Han Y., Bikane K., Sun L., Catalytic Pyrolysis of Rubbers and Vulcanized Rubbers using Modified Zeolites and Mesoporous Catalysts with Zn and Cu, Energy, 188: 116117 (2019).
[8] Onwudili J.A., Muhammad C., Williams P.T., Influence of Catalyst Bed Temperature and Properties of Zeolite Catalysts on Pyrolysis-Catalysis of a Simulated Mixed Plastics Sample for the Production of Upgraded Fuels and Chemicals, Journal of the Energy Institute, 92(5): 1337-1347 (2019).
[9] Miandad R., Barakat M., Rehan M., Aburiazaiza A., Gardy J., Nizami A., Effect of Advanced Catalysts on Tire Waste Pyrolysis Oil, Process Safety and Environmental Protection, 116: 542-552 (2018).
[10] Basu P., “Biomass Gasification and Pyrolysis”, Elsevier, Kidlington, Oxford, (2010).
[11] Gašparovič L., Koreňová Z., Jelemenský Ľ., Kinetic Study of Wood Chips Decomposition by TGA, Chemical papers, 64: 174-181 (2010).
[12] Alcock C.B., “Thermochemical Processes”, University of Norte Dame, Indiana, USA (2000).
[13] Scott D.S., Piskorz J., Radlein D., Liquid Products from the Continuous Flash Pyrolysis of Biomass, Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development, 24(3): 581-588 (1985).
[14] Fagbemi L., Khezami L., Capart R., Pyrolysis Products from Different Biomasses: Application to the Thermal Cracking of Tar, Applied energy., 69(4): 293-306 (2001).
[15] Mohan D., Pittman Jr C.U., Steele P.H., Pyrolysis of Wood/Biomass for Bio-Oil: a Critical Review, Energy & fuels; 20(3): 848-889 (2006).
[16] Onay O., Kockar O.M., Slow, Fast and Flash Pyrolysis of Rapeseed, Renewable Energy, 28(15): 2417-2433 (2003).
[17] Liang C., Wang Y., Jiang S., Zhang Q., Li X., The Comprehensive Study on Hydrocarbon Fuel Pyrolysis and Heat Transfer Characteristics, Applied Thermal Engineering, 117: 652-658 (2017).
[18] Liu Z., Zhang F., Yan S., Tian L., Wang H., Liu H., Wang H., Hu J., Effects of Temperature and Low-Concentration Oxygen on Pine Wood Sawdust Briquettes Pyrolysis: Gas Yields and Biochar Briquettes Physical Properties, Fuel processing technology; 177: 228-236 (2018).
[19] Ryu H.W., Lee H.W., Jae J., Park Y.-K., Catalytic Pyrolysis of Lignin for the Production of Aromatic Hydrocarbons: Effect of Magnesium Oxide Catalyst, Energy, 179: 669-675 (2019).
[20] Laresgoiti M.F., Caballero B.M., de Marco I., Torres A., Cabrero M.A., Chomón M.J., Characterization of the Liquid Products Obtained in Tyre Pyrolysis, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 71(2): 917-934 (2004).‏
[21] Kar Y., Catalytic Pyrolysis of Car Tire Waste using Expanded Perlite, Waste Management, 31(8): 1772-1782 (2011).‏
[22] Islam M.R., Joardder M.U.H., Kader M.A., Sarker M.R., Valorization of Solid Tire Wastes Available in Bangladesh by Thermal Treatment‏, Proceedings of the WasteSafe 2011-2nd International Conference on Solid Waste Management in the Developing Countries, WasteSafe/Khulna University of Engineering & Technology (KUET), Bangladesh, 1-9 (2011).
[23] Roy C., Labrecque B., de Caumia B., Recycling of Scrap Tires to Oil and Carbon Black by Vacuum Pyrolysis, Resources, Conservation and Recycling, 4(3): 203-213 (1990).‏
[24] Gunawan R., Li X., Lievens C., Gholizadeh M., Chaiwat W., Hu X., Mourant D., Bromly J., Li C.-Z., Upgrading of Bio-Oil into Advanced Biofuels and Chemicals. Part I. Transformation of GC-Detectable Light Species during the Hydrotreatment of Bio-Oil using Pd/C Catalyst, Fuel, 111: 709-717 (2013).
[25] Bakatula E.N., Mosai A.K., Tutu H., Removal of Uranium from Aqueous Solutions using Ammonium-modified Zeolite, S. Afr. J. Chem., 68: 165–171 (2015).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار