Title

EMISSÕES VOLÁTEIS DA COMBUSTÃO INDIRETA DE RESIDUOS PLÁSTICOS MUNICIPAI

VOLATILE EMISSIONS FROM INDIRECT COMBUSTION OF MUNICIPAL WASTE PLASTICS

Authorship

Gonçalves, Cecília K.; Levendis, Yiannis A.; Carlson, Joel B.; Tenório, Jorge A. S.

DOI

10.5151/2594-5327-0231

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Abstract

Dois milhões de toneladas de resíduos plásticos são gerados no Brasil anualmente. Apenas 16,5% deste resíduo plástico é mecanicamente reciclado, o restante é disposto em aterros. Esse material poderia ser incinerado, reduzindo o volume de resíduo disposto em aterros, e usar seu conteúdo energético para produzir energia. Este trabalho compara as emissões de hidrocarbonetos leves da pirólise seguida da combustão de polietileno e poliestireno. Polietileno (PE) e poliestireno (PS) foram pirolisados em temperatura constante a 1000°C, e então queimados a 900, 1000 e 1100°C separadamente em um forno elétrico vertical de dois estágios. Os testes foram conduzidos com diferentes razões equivalentes de ar e combustível no forno oxidante, mudando a taxa de alimentação das partículas no forno pirolisador. Hidrocarbonetos leves (HL) foram coletados com seringa na saída dos dois fornos, e analisados por cromatografia gasosa. A emissão total de HL de PE e PS depois da combustão aumentou com o aumento da razão equivalente; as emissões foram maiores na combustão do PE em todas as temperaturas testadas. Os componentes metano, acetileno, etileno e propileno exibiram a mesma tendência: as emissões aumentaram com a razão equivalente para os dois polímeros. As emissões de outros compostos como o benzeno e tolueno, no geral diminuíram com o aumento da razão equivalente.

 

Two 2 millions tons/year of plastic wastes are generated in Brazil. Only 16.5% of this plastic waste is mechanically recycled, the rest is mostly landfilled. All these material could be incinerated, in a way to reduce the volume of landfilled waste, and use its energy content to supply energy. This work compares the unburned light hydrocarbon yields of pyrolysis followed by combustion of polyethylene and polystyrene. Polyethylene (PE) and polystyrene (PS) were pyrolyzed at constant temperature of 1000°C, and then combusted at 900, 1000 and 1100°C separately in a two-stage electrically-heated, drop-tube furnace. Tests were conducted with different fuel to air equivalence ratios in the oxidizer furnace, by changing the feed rate in the pyrolyzer furnace. Light hydrocarbons (LH) were collected with syringes at the exits of both the pyrolyzer and the oxidizer furnaces with gas chromatography. The light hydrocarbon yields of PE and PS after pyrolysis showed different major compounds in the product gas of pyrolysis. The total LH yields after combustion increased with increasing equivalence ratio; they were higher for PE than for PS combustion at all temperatures tested. For individual compounds, methane, acetylene, ethylene and propylene exhibited the same trend: their yields increased with increasing equivalence ratio for both polymers. Other compounds like benzene and toluene yields mostly decreased with increasing equivalence ratios.

Keywords

Plásticos; Resíduo; Pirólise; Combustão

Plastics; Solid waste; Pyrolysis; Combustion