Co-pirólise de resíduos de pneus e resina polimérica presente na areia de fundição em um reator de leito fluidizado
Resumen
O aproveitamento de pó de borracha oriundo de pneus por meio da sua conversão térmica, agregandolhe
valor econômico através de seus produtos de pirólise, pode representar uma solução para o
problema ambiental de descarte deste resíduo. Na indústria de fundição são gerados dois tipos de
areia: areia impregnada com resina (AIR) e areia verde (AV), sendo a primeira classificada como
resíduo perigoso, dependendo da concentração de fenol nela contida. No presente trabalho são
abordados dois resíduos industriais (pneu e AIR), de maneira a propor uma solução através do
processo de co-pirólise em um reator de leito fluidizado. As amostras foram submetidas a vários
ensaios de caracterização. A AIR foi caracterizada a partir da determinação da concentração de fenol e
por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A resina polimérica foi submetida a ensaios de
Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e as amostras de pneu (pó de
borracha) foram caracterizadas através das análises elementar (CHNS) e imediata, além do poder
calorífico superior. Os parâmetros cinéticos da reação de pirólise da resina polimérica incorporada a
AIR foram determinados através de análise térmica (TGA / DTG) sob condições isotérmicas e nãoisotérmicas.
O triplete cinético (Energia de Ativação, Fator pré- exponencial e mecanismo de reação)
foi avaliado pelos métodos de Coats-Redfern, MacCallum-Tanner e van Krevelen. A análise térmica
indicou que a degradação da resina polimérica ocorre em três fases distintas. Sob condições
isotérmicas a energia de ativação (Ea) e o fator pré-exponencial (A) foram determinados como sendo
61,98 kJ.mol-1 e 3,13.102 s-1, respectivamente. Sob condições não-isotérmicas a cinética da pirólise da
resina polimérica na região de maior perda de massa pode ser descrita pelo mecanismo Fn, para
conversões abaixo de 0,8 e por um processo de difusão (D3) para as conversões acima de 0,8. A copirólise
das amostras de pneu (PLABOR 100/420 e PLABOR 600) e da resina polimérica presente na
AIR foi realizada em um reator de leito fluidizado sob atmosfera de nitrogênio (N2). Para realização
dos experimentos foi utilizada uma vazão de nitrogênio de 0,70 Nm3/h. Seis borbulhadores foram
utilizados para a condensação do óleo produzido no processo. O óleo e o char obtidos a partir da
pirólise foram caracterizados. Os principais componentes presentes no óleo pirolítico foram
determinados através de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FITR),
enquanto a morfologia do char foi avaliada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). No
estudo da co-pirólise, observou-se que o processo é eficiente para a remoção da resina polimérica
contida na areia de fundição, pois houve redução do teor de fenol após a reação. Observou-se um
rendimento de 0,46 L/kg de pneu (base úmida) para o ensaio de co-pirólise com a borracha PLABOR
100/420 e de 0,78 L/kg de pneu (base úmida) para o ensaio com a borracha PLABOR 600, além de
10,16 g de char no ensaio com a borracha PLABOR 100/420 e 12,83 g no ensaio com a borracha
PLABOR 600 para cada 50 kg de borracha alimentada.