Revista de ingeniería química y tecnología de procesos
Acceso abierto

abstracto

Pirólisis de plástico por microondas

Elham Khaghanikavkani, Mohammed M. Farid, John Holdem y Allan Williamson

El calentamiento por microondas se ha utilizado en la industria química durante muchos años para diversas aplicaciones debido a sus ventajas, como el calentamiento volumétrico, la alta densidad de potencia y el control rápido y sencillo de la temperatura. La motivación de este trabajo es desarrollar una metodología para utilizar los beneficios potenciales de las microondas como fuente de calor en la pirólisis de plásticos. Uno de los objetivos era utilizar los conocimientos disponibles para diseñar y construir un reactor de microondas rotatorio, para lograr una distribución de temperatura homogénea antes de producir productos de pirólisis con una distribución uniforme de hidrocarburos moleculares. Además, se buscó investigar el efecto de los parámetros de proceso en los productos’ rendimiento y composición, y examinar su idoneidad como combustible y productos químicos útiles. Se diseñó y fabricó un reactor de microondas rotatorio utilizando una estructura de transmisión coaxial sin las limitaciones del reactor de cuarzo de vidrio cerrado de uso común, lo que hizo que el diseño fuera atractivo para cualquier futuro reactor de microondas de tamaño industrial.

La condición óptima de funcionamiento de la pirólisis condujo a la producción de un producto adecuado para una aplicación de combustible. Sin embargo, estos productos no se pueden usar directamente como materiales de cambio de fase debido a su bajo calor latente y a su rango de fusión muy amplio. El fraccionamiento de los productos también se puede utilizar como materiales de cambio de fase, capaces de almacenar/liberar calor a una temperatura de aplicación adecuada. El calentamiento por microondas proporcionó una distribución de calor más uniforme, aunque no alteró la composición del producto en comparación con la pirólisis convencional de plástico. En el pequeño reactor de microondas utilizado en este proyecto, el beneficio de las microondas no fue evidente con respecto a su efecto en la creación de una distribución de temperatura uniforme. El beneficio puede ser más claro en un reactor de tamaño industrial en el que la penetración de calor en un reactor térmico convencional puede ser un problema grave.

Los productos pirolizados (aceite/ceras) se analizaron cuantitativamente mediante GC/FID. Los resultados de la pirólisis por microondas mostraron un rendimiento de aceite/cera del 73 %, con carburo de silicio utilizado como absorbente de microondas.