“Evaluación de la pirólisis de algunos residuos agroindustriales problemáticos y plásticos”

Abstract

Proyecto de Investigación. Consejo Nacional de Rectores; Instituto Tecnológico de Costa Rica; Universidad Nacional de Costa Rica, 2011Se evaluó la pirólisis de algunos desechos agroindustriales y plásticos a una escala demostrativa y de investigación, como una opción factible y ventajosa para el mejor manejo de los desechos y la obtención de biocombustibles, abonos y sustancias químicas verdes. Se diseñaron 3 pirolizadores para biomasa y uno para plásticos, de los cuales se lograron construir 2 para biomasa en el ITCR. Uno de ellos utilizó como fuente de calor un baño de sal fundida (570°C), teniendo un reservorio capacidad fija de 8 g por evento cuyo proceso de pirólisis tomó cerca de 50 segundos por evento. Con este pirolizador se logró obtener pirolizados de policarbonato, de bagazo de caña y de RAC de piña. El otro pirolizador tiene capacidad para cerca de 1 g / min, es del tipo de caída libre y permite modificar la temperatura de pirólisis, el tipo de gas de arrastre, y tiene una etapa de filtración caliente en la que se puede introducir catalizadores. Este pirolizador fue terminando en el presente año (2011), por lo que este informe únicamente presenta resultados de pirólisis en el pirolizador experimental de capacidad fija. Ambos fueron construidos en su totalidad en el ITCR. De la pirólisis de policarbonato se obtuvo 75% de líquido y 11% de sólido, y el aceite obtenido tuvo baja viscosidad y se mantuvo estable por algunas semanas, pero finalmente se separó en varias fases. Del bagazo se obtuvo 45% de líquido, 17% de sólido, y el aceite se separó inmediatamente en 2 fases, una muy oscura y viscosa, la otra incolora y poco viscosa, con alto contenido de agua. Del RAC de piña se obtuvo 38% de líquido, 30% de sólido, y el aceite fue similar al del bagazo. Se realizaron algunas pruebas químicas en las muestras además para caracterizarlas parcialmente. No se obtuvieron resultados de pirólisis para los plásticos identificados por el equipo de la UNA como los más relevantes. Este proyecto fue financiado con fondos del sistema (FEES), y tuvo participación de investigador@s del ITCR (coordinación) y de la UNA. Su duración fue de 3 años.Pyrolysis of agroindustrial organic waste and plastic waste were evaluated at laboratory scale for research purpose, as a potentially advantageous alternative treatment for waste that could lead to the production of biofuels, fertilizers and other green utilities. Three pyrolyzers suitable for biomass or plastic samples and one specific plastic pyrolyzer were designed, and 2 were constructed for biomass at ITCR. A lab scale pyrolyzer used a molten salt bath (570ºC); it consisted of a vessel with capacity for 8g biomass; its pirólisis time was 50 seconds each run. This pyrolyzer was used with samples of polycarbonate, sugar cane waste, and pineapple field crop waste. The second pyrolizer has a continuos feeding system of about 1g/min. It is a free fall design which allows changing temperature, as well as the carrier gas. In addition, it has a hot filtration vessel, which allows the introduction of catalytic agents. Both were built at ITCR. Pyrolysis of polycarbonate produced a 75% liquid fraction and 11% of solid (char), the oil had low viscosity and showed good stability for several weeks, but finally separated in two liquid phases. Sugar cane bagasse pyrolysis lead to a 45% liquid fraction and a 17% solid fraction. The biooil consisted in two liquid phases, the lower layer was a dark and viscous oil while the upper layer was clear and less viscous, with a high water content. The pineapple biomass pyrolysis produced a 38% of liquid and 30% of char; the biooil was similar to that from sugar cane. Several tests were run for the oils produced and the biomass samples in order to find main properties. No pyrolysis results were obtained for the most relevant plastics identified by UNA research team. This project was executed in a 3 year period through FEES funding (State Fund for Higher Education) and involved researchers from ITCR (Coordination) and UNA.Instituto Tecnológico de Costa Rica.Escuela de Ingeniería Ambiental. Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Laboratorio de Servicios Químicos y Microbiológicos CEQIATEC-ITCR. Laboratorio CELEQ-UC