بررسی تأثیر کاتالیست زئولیت (A4) در فرایند پیرولیز مخلوط ضایعات تایر و چوب صنوبر

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

در این پژوهش‌، تأثیر کاتالیست زئولیت بر فرایند مخلوط چوب صنوبر و تایر زائد خرد شده بررسی شد. بدین منظور، در یک  راکتور با اندازه‌های آزمایشگاهی، 15 گرم از نمونه بارگذاری شد و پیرولیز نمونه‌ها در دمای  500 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 مونوکسید کربن و دی‌اکسید کربن شد. نتیجه‌های آنالیز فراورده مایع نشان داد که آروماتیک‌های سبک مانند اتیل بنزن و ترکیب‌های خطی سبک مانند آلکان ‏ها شامل اکتان، هگزا‏‏ن و... در مایع موجود بود. با افزودن کاتالیست زئولیت به محیط واکنش، مقدارهای ترکیب‌های ذکر شده به‌طور قابل ملاحظه‌ای تغییر کرد. به عنوان نمونه مقدار آلکان‌ها کاهش پیدا کرد. نتیجه‌های آنالیزها نشان‌دهنده این بود که به تقریب کاتالیست تأثیری بر روی تشکیل موم نداشت. آنالیز چوب صنوبر، تایر زائد و نمونه‌های چار تولید شده در پیرولیز گرمایی و کاتالیستی نشان داد که دو نمونه چار ویژگی‌هایی همانندی 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] Tao K., Vladimir S., Tim E., Lignocellulosic Biomass Pyrolysis: A Review of Product Properties and Effects of Pyrolysis Parameters, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 57: 1126–1140 (2016).
[2] Latif F., Lotfi K., Richard C., Pyrolysis Products from Different Biomasses: Application to the Thermal Cracking of Tar, Applied Energy, 69: 293–306 (2001).
[3] Xia H., Houghton J.A., Clark J.H., Matharu A.S., Potential Utilization of Unavoidable Food Supply Chain Wastes–Valorization of Pea Vine Wastes, acs sustainable chemistry & engineering, 4: 6002–6009 (2016).
[4] Francesco C., The Biorefinery Concept: using Biomass Instead of Oil for Producing Energy and Chemicals, Energy Conversion and Management, 51: 1412–1421 (2010).
[5] Wang Z., Burra K.G., Lei T., Kupta A.K., Co-Pyrolysis of Waste Plastic and Solid Biomass for Synergistic Production of Biofuels and Chemicals-A Review, Progress in Energy and Combustion Science, 84: 1-35 (2021).
[6] Juan Daniel M., Neus P., Ramon M., Tomas G., Marıa Victoria N., Ana Maria M., Waste Tyre Pyrolysis – A Review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 23: 179–213 (2013).
[7] Qing C., Li'e J., Weiren B., Yongkang L., Investigations into the Characteristics of Oils Produced from Co-Pyrolysis of Biomass and Tire, Fuel Processing Technology, 90: 337–342 (2009).
[8] European Tyre & Rubber Manufacturers’ Association, End-of-life tyres management report 2011. Available at http://www.etrma.org/uploads/Modules/Doc umentsmanager/ brochure-elt-2011-final.pdf [accessed: 27.04.2012].
[9] Sharma A., Khatri D., Goyal R., Agrawal A., Mishra V., Hansdah D., Environmentally Friendly Fuel Obtained from Pyrolysis of Waste Tyres, Energy Systems and Nanotechnology, 1: 185-204 (2021).
[10] Xu X., Yu J., He W., Huang J., Xu J., Li G., Wet Compounding with Pyrolytic Carbon Black from Waste Tyre for Manufacture of New Tyre – A Mini Review, Waste Management & Research, 1: 1-14 (2021).
[11] Aguado J., Serrano D., Escola J.M., Fuels from waste plastics by thermal and catalytic processes: a review, Industrial Engineering Chemistry Research, 47: 7982-7992 (2008).
[12] Wampler T.P., “Applied pyrolysis handbook,” 2nd ed. CRC; (2007).
[13] “Pyrolysis and Torrefaction. Biomass Gasification and Pyrolysis.” DOI: 10.1016/ B978-0-12-374988-8.00003-9
[14] Faisal A., Wan Mohd Ashri., Wan D., A Review on Co-Pyrolysis of Biomass: An Optional Technique to Obtain a High-Grade Pyrolysis Oil,” Energy Conversion and Management, 87: 71–85 (2014).
[15] Tao K., Vladimir S., Tim E., Lignocellulosic Biomass Pyrolysis: A Review of Product Properties and Effects of Pyrolysis Parameters,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, 57: 1126–1140 (2016).
[16] Quek A., Balasubramanian R., Low-Energy and Chemical-Free Activation of Pyrolytic Tire Char and its Adsorption Characteristics, journal of the air & waste management association, 59: 747–756 (2009).
[17] Uzoejinwa B.B., He X., Wang S., El-Fatah A., Hu A.Y., Wang Q., Co-Pyrolysis of Biomass and Waste Plastics as a Thermochemical Conversion Technology for High-Grade Biofuel Production: Recent Progress and Future Directions Elsewhere Worldwide,  Energy Conversion and Management, 163: 468–492 (2018).
[18] Peigao D., Binbin J., Yuping X., Feng Wang., Co-Pyrolysis of Microalgae and Waste Rubber Tire in Supercritical Ethanol, Chemical Engineering Journal, 269: 262–271 (2015).
[19] Jon A., Maider A., Gartzen L., Laura S., Javier B., Martin O., Improving Bio-Oil Properties through the Fast Co-Pyrolysis of Lignocellulosic Biomass and Waste Tyres, Waste Management, 85: 385–395 (2019).
[20] Pütün E., Catalytic Pyrolysis of Biomass: Effect of Pyrolysis Temperature, Sweeping Gas Flow Rate and MgO Catalyst, Energy, 35: 2761-2766 (2010).
[21] Prabir B., “Biomass Gasification and Pyrolysis,” Elsevier, the Boulevard, Langford Lane, Kidlington, Oxford, (2010).
[22] Gašparovič L., Koreňová Z., Jelemenský Ľ., “Kinetic study of wood chips decomposition by TGA,” Chemical papers, (2010).
[23] Alcock C.B., “Thermochemical Processes,” 1th Edition, University of Norte Dame, Indiana, USA, (2000).
[24] Gao X., Yu J., Lu L., Rogers W.A., Coupling Particle Scale Model and SuperDEM-CFD for Multiscale Simulation of Biomass Pyrolysis in a Packed Bed Pyrolyzer, AIChE Journal, 67: 1-12 (2021).
[25] Fagbemi L., Khezami L., Capart R., Pyrolysis Products from Different Biomasses: Application to the Thermal Cracking of Tar, Applied energy, 69: 293-306 (2001).
[26] Onay O., Kockar O.M., Slow, Fast and Flash Pyrolysis of Rapeseed, Renewable energy, 28: 2417-2433 (2003).
[27] 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).
[28] 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: 917-934 (2004).
[29] Kar Y., Catalytic Pyrolysis of Car Tire Waste using Expanded Perlite, Waste Management, 31: 1772-1782 (2011).
[30] Roy C., Labrecque B., de Caumia B., recycling of Scrap Tires to Oil and Carbon Black by Vacuum Pyrolysis,  Resources, Conservation and Recycling, 4: 203-213 (1990).‏
[31] Gunawan R., Li X., Lievens C., Gholizadeh M., Chaiwat W., Hu X., Mourant D., Bromly J., 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,  Journal of Fuel, 709-717 (2013).
[32] Islam M.R. Joardder M.U.H., Kader M.A., Sarker M.R., "Valorization of Solid Tire Wastes Available in Bangladesh by Thermal Treatment," (2011).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار