Pirolisi di materie plastiche da rifiuti: i processi di recupero di energia e materia

Il riciclo chimico delle plastiche è il modo attuale per affrontare i problemi dello smaltimento dei rifiuti. La pirolisi è alla base di tutti i processi per la conversione di polimeri rifiuto nel corrispondente monomero (de-polimerizzazione) o in chemicals liquidi e gassosi (feedstock recycling). È anche un passaggio preliminare per i processi di combustione e, per questi, il suo studio fornisce informazioni fondamentali. La potenzialità dei processi di pirolisi è dovuta alla selettività nei prodotti desiderati che deriva dalla regolazione appropriata delle condizioni operative. In questo lavoro, la devolatilizzazione di PE e PP vergini è condotta per fornire un valido set di dati sperimentali. I parametri estratti sono relativi alla velocità di riscaldamento e coprono un largo range di condizioni che spaziano da quelle di apparati convenzionali (bilancia termogravimetrica) a quelle di pirolizzatori veloci (reattore a wire mesh) che operano a condizioni simili a quelle delle applicazioni pratiche (alte temperature e velocità di riscaldamento). L’effetto delle condizioni operative è quantitativamente paragonato introducendo parametri cinetici globali ed è spiegato mediante un’analisi di numeri adimensionali che prende in considerazione fenomeni chimici e fisici. The chemical recycle of plastics is a current way to deal with waste disposal problems. The pyrolysis is the basis of all processes converting the waste polymer in the correspondent monomer (de-polymerization) or in liquid and gaseous chemicals (feedstock recycling). It is also the preliminary step for combustion processes, so that its study provides fundamental information. The potentiality of pyrolysis processes is due to the selectivity in the desired products deriving from the appropriate use of the operating conditions. In this work, the devolatilization of virgin PE and PP is carried out to provide a valuable set of experimental data. Parameters abstracted are related to the heating rate so that a wide range of conditions is covered, ranging from conventional apparatus (thermogravimetric balance) to fast pyrolysers (wire mesh reactor) operating in conditions similar to those of practical applications (high temperature and heating rate). The effect of the operating conditions is quantitatively compared introducing global kinetic parameters and explained considering a dimensionless number analysis taking into account chemical and physical phenomena