Avaliação da pirólise assistida por micro-ondas para produção de gás, óleo pirolítico e sólido a partir de resíduos de poliuretano
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Orientador(a): | |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Santa Maria
Brasil Química UFSM Programa de Pós-Graduação em Química Centro de Ciências Naturais e Exatas |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/34511 |
Resumo: | The present work has used a microwave-assisted pyrolysis system with in loco heating catalyzed with graphite powder to improve the production of gas, pyrolysis oil and solid from flexible foam of polyurethane. A domestic microwave oven was adapted allowing the reactor to be inserted into the cavity. The system was made inert with argon at 0.3 L min-1 of constant flow rate. The oil formed in the process was condensed in a metal coil immersed in ice bath. At the end, the oil was extracted using dicloromethane and compressed air. The non-condensable gases were partly collected for later analysis and the rest was disposed of through the exhaust system. The system was connected to a digital controller which monitored the temperature using a thermocouple and controlled the irradiation. With the system set up, temperatures of 350, 450 and 670 °C were evaluated for 10 min, with a final cleaning step of 2 min at 670 °C. The oil and gas yields differed between the temperatures of 350 and 450 to 670 °C. In addition, water, acidity and pyrolysis oil composition were characterized, as well as the morphology of the solid fraction and the composition of the gas fraction, comparing the results with conventional heating systems. It was concluded that heating graphite using microwave radiation in direct contact with the sample was efficient and helped in the formation of value-added products from PU waste. |
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Avaliação da pirólise assistida por micro-ondas para produção de gás, óleo pirolítico e sólido a partir de resíduos de poliuretanoUse of microwave-assisted pyrolysis to produce gas, pyrolysis oil and solid from polyurethane wastePiróliseRadiação micro-ondasValorização de resíduosPoliuretanoPyrolysisMicrowave radiationWaste valorizationPolyurethaneCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAThe present work has used a microwave-assisted pyrolysis system with in loco heating catalyzed with graphite powder to improve the production of gas, pyrolysis oil and solid from flexible foam of polyurethane. A domestic microwave oven was adapted allowing the reactor to be inserted into the cavity. The system was made inert with argon at 0.3 L min-1 of constant flow rate. The oil formed in the process was condensed in a metal coil immersed in ice bath. At the end, the oil was extracted using dicloromethane and compressed air. The non-condensable gases were partly collected for later analysis and the rest was disposed of through the exhaust system. The system was connected to a digital controller which monitored the temperature using a thermocouple and controlled the irradiation. With the system set up, temperatures of 350, 450 and 670 °C were evaluated for 10 min, with a final cleaning step of 2 min at 670 °C. The oil and gas yields differed between the temperatures of 350 and 450 to 670 °C. In addition, water, acidity and pyrolysis oil composition were characterized, as well as the morphology of the solid fraction and the composition of the gas fraction, comparing the results with conventional heating systems. It was concluded that heating graphite using microwave radiation in direct contact with the sample was efficient and helped in the formation of value-added products from PU waste.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqO presente trabalho utilizou de um sistema de pirólise assistida por energia micro-ondas com aquecimento in loco catalisado por grafite em pó visando a produção de gás, óleo pirolítico e sólido a partir de espumas flexíveis de poliuretano (PU). Para isso foi utilizado um forno de micro-ondas doméstico adaptado para a inserção do reator na cavidade. A inertização do sistema foi realizada com um fluxo constante de argônio na vazão de 0,3 L min-1 . O óleo formado durante o processo foi condensado em uma serpentina metálica mergulhada em banho de gelo. Após o final da pirólise, o óleo foi extraído com auxílio de diclorometano e ar comprimido. Os gases não condensáveis foram em parte coletados para posterior análise e o restante descartado no sistema de exaustão. O sistema foi conectado a um controlador digital que fazia o monitoramento da temperatura com auxílio de um termopar e também o controle da irradiação. Com o sistema montado, foram avaliadas as temperaturas de 350, 450 e 670 °C durante o tempo de 10 min, com etapa final de limpeza de 2 min a 670 °C. Os rendimentos de óleo e gás apresentaram diferenças entre as temperaturas de 350, 450 para 670 °C. Além disso foram realizadas caracterizações do teor de água, acidez e composição do óleo pirolítico, bem como da morfologia da fração sólida e composição da fração gasosa, comparando os resultados com sistemas por aquecimento convencional. O aquecimento da grafite através da radiação micro-ondas em contato direto com a amostra foi eficiente e colaborou na formação de produtos com maior valor agregado a partir de resíduos de PU.Universidade Federal de Santa MariaBrasilQuímicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em QuímicaCentro de Ciências Naturais e ExatasBizzi, Cezar Augustohttp://lattes.cnpq.br/2975070149037006Duarte, Fábio AndreiAbaide, Ederson RossiCoelho Junior, Gilberto da SilvaJacobi, João Vítor2025-03-19T15:20:18Z2025-03-19T15:20:18Z2024-11-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/34511ark:/26339/0013000019593porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2025-03-19T15:20:18Zoai:repositorio.ufsm.br:1/34511Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2025-03-19T15:20:18Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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The present work has used a microwave-assisted pyrolysis system with in loco heating catalyzed with graphite powder to improve the production of gas, pyrolysis oil and solid from flexible foam of polyurethane. A domestic microwave oven was adapted allowing the reactor to be inserted into the cavity. The system was made inert with argon at 0.3 L min-1 of constant flow rate. The oil formed in the process was condensed in a metal coil immersed in ice bath. At the end, the oil was extracted using dicloromethane and compressed air. The non-condensable gases were partly collected for later analysis and the rest was disposed of through the exhaust system. The system was connected to a digital controller which monitored the temperature using a thermocouple and controlled the irradiation. With the system set up, temperatures of 350, 450 and 670 °C were evaluated for 10 min, with a final cleaning step of 2 min at 670 °C. The oil and gas yields differed between the temperatures of 350 and 450 to 670 °C. In addition, water, acidity and pyrolysis oil composition were characterized, as well as the morphology of the solid fraction and the composition of the gas fraction, comparing the results with conventional heating systems. It was concluded that heating graphite using microwave radiation in direct contact with the sample was efficient and helped in the formation of value-added products from PU waste. |
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