Produção de combustíveis e nanomateriais de carbono na valorização de resíduos plásticos
Grant
Overview
Affiliation
View All
Overview
abstract
The project consists on the development of innovative technological solutions to valorise the plastic solid waste PSWs into liquid fuels and carbon nanomaterials, addressing the problematic of the PSWs disposed on landfills 39% of plastic wastes are disposed on landfills in Portugal. The simultaneous production of fuels and carbon nanomaterials from PSWs is a recent alternative to obtain high-value added products by an economical and eco-friendly method from the seemingly useless plastic waste stream. Most studies are focused on increasing one product yield fuel or carbon material, instead of taking advantage to generate both products within the same process. Thus, the simultaneous production of high quality liquid fuels and carbon nanotubes from PSWs, by catalytic pyrolysis and carbonization, is proposed in this project. The manufacturing of two high quality products, coupled to the reduction of PSWs on landfills, make the solution an economic alternative for the companies dealing with the Management of Wastes, which currently face the PSW problematics. Furthermore, the alternative contributes to the objectives of the Directive 2008/98/CE, aimed to transform the waste management activity in a perspective of a circular economy.
The project will be developed by the Laboratory of Separation and Reaction Engineering- Laboratory of Catalysis and Materials LSRE-LCM, located at the Faculty of Engineering of the University of Porto FEUP and at the Polytechnic Institute of Bragança IPB, with the collaboration of the waste management company "Resíduos do Nordeste, EIM", representative company dealing with the problematic focused on this project. The Associate Laboratory LSRE-LCM has a large experience in the development of catalytic technologies and in the synthesis, characterisation, modification and application of nanostructured carbon-based materials, a guarantee that both institutions can successfully develop this project.
The composition of plastic solid wastes is a critical factor on the development of technical solutions for their treatment and valorisation. The properties depend closely on the region, i.e., the sources industrial, agricultural or urban and the social conscience about separation and classification of solid wastes. The company "Resíduos do Nordeste, EIM" will contribute to the project providing samples and the characterization of the PSWs that are accumulated on the landfills. The polymers which are typically found in PSWs are PE, PP, PS PET and PVC, among others. For this reason, is it also important to develop versatile acidic catalysts that allow cracking different polymers and mixtures of PSWs. The high number of variables involved composition of PSWs, catalysts and operational conditions, such as catalyst load, pressure, temperature and reaction time, coupled with the limited number of papers available in the field, make possible an elevated number of contributions from the research team.
Este projeto consiste no desenvolvimento de soluções tecnológicas inovadoras para valorizar resíduos sólidos plásticos PSWs em combustíveis líquidos e nanomateriais de carbono, procurando dar resposta à problemática dos PSWs acumulados em aterros em Portugal, 39% dos resíduos plásticos são depositados em aterros. A produção simultânea de combustíveis e nanomateriais de carbono a partir de PSWs é uma alternativa recente para obter produtos de alto valor acrescentado a partir do aparentemente inútil fluxo de resíduos plásticos. A maior parte dos trabalhos neste domínio são focados em aumentar a produção de um dos produtos, em vez de tirar vantagem de ambos. Assim, neste projeto propõe-se a produção simultânea de combustíveis líquidos e nanotubos de carbono a partir de PSWs por pirólise e carbonização catalítica. A fabricação de dois produtos de alta qualidade, aliada à redução de PSWs em aterros, torna-se uma alternativa económica para as empresas do sector da Gestão de Resíduos, que atualmente enfrentam o problema dos PSWs. Além disso, a solução contribui para alcançar os objetivos da Diretiva 2008/98 /CE de transformar a gestão de resíduos numa perspetiva de economia circular.
O projeto será desenvolvido pelo Laboratório de Processos de Separação e Reação-Laboratório de Catálise e Materiais LSRE-LCM, localizado na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto FEUP e no Instituto Politécnico de Bragança IPB, com a colaboração da Empresa Intermunicipal Resíduos do Nordeste, representativa do sector da Gestão de Resíduos. O Laboratório Associado LSRE-LCM possui grande experiência no desenvolvimento de tecnologias catalíticas e na síntese, caracterização, modificação e aplicação de materiais de carbono nanoestruturados, garantindo a capacidade de ambas as instituições no desenvolvimento do projeto.
A composição dos PSWs é um fator crítico no desenvolvimento de soluções técnicas para o seu tratamento e valorização. Essa propriedade depende intensamente das fontes industrial, agrícola ou urbana e da consciência social sobre a separação dos resíduos sólidos. A empresa "Resíduos do Nordeste, EIM" irá contribuir no projeto com o fornecimento de amostras e caracterização dos PSWs que são acumulados nos aterros. Os polímeros tipicamente encontrados em PSWs são PE, PP, PS PET e PVC, entre outros. Por esta razão, é importante também o desenvolvimento de catalisadores ácidos versáteis que permitam o craqueamento de diferentes polímeros e misturas desses. O elevado número de variáveis envolvidas composição de PSWs, catalisadores e condições operacionais, como carga de catalisador, pressão, temperatura e tempo de reação, aliado ao número limitado de trabalhos disponíveis na temática, possibilita um elevado número de contribuições em investigação.
