Productos y cinética de la pirolisis térmica y catalítica de neumáticos en un reactor de spouted bed cónico

Résumé

En esta tesis doctoral se ha estudiado la pirólisis de un material básico de neumático en un microrreactor de calentamiento rápido y en una planta piloto con un reactor de spouted bed cónico, determinándose el efecto de las condiciones de operación sobre los rendimientos y composición del gas, liquido y char(negro de humo). Con el microreactor de calentamiento rápido se han comparado tres estrategias de operación: pirólisis térmica, pirólisis catalítica con el catalizador in situ y reformado catalítico de los volátiles productos de la pirolisis térmica. Se han ensayado tres catalizadores preparados por aglomeración de tres zeolitas comerciales (HZSM-5, HY y H-Beta) con bentonita y alúmina. Se ha adecuado una planta piloto con un reactor de spouted bed cónico, mejorando las condiciones experimentales y particularmente, la metodología de obtención y análisis de datos cinéticos. El equipo ha sido utilizado ara el modelado cinético, el cual se ha realizado estableciendo un esquema cinético de lumps, considerando la posibilidad de compuestos intermedios. Los parámetros cinéticos se han determinado ajustando al modelo los resultados de la evolución con el tiempo de los lumps del esquema cinético. Se ha estudiado el efecto de la utilización in situ de catalizadores de zeolita HZSM-5 y zeolita HY sobre los rendimientos y composición de los diferentes lumps de productos, comparando los resultados con los de la pirolisis térmica. La composición y propiedades de los productos es analizada atendiendo a sus diferentes posibilidades de valoración, bien directamente como combustibles, por su composición, concentración de componentes de alto valor añadido (como el limonero, olefinas ligeras, BTX) o desde la perspectiva de la viabilidad de valorización por tratamientos fisicoquímicos (fracciones del liquido y del negro de humo). Los catalizadores utilizados han sido estudiados desde la perspectiva de valorar su desactivación, determinante para su utilización industrial.