Piroliza deșeurilor de polistiren în prezența cărbunelui activ în încălzire convențională și cu microunde utilizând termocuplu modificat(Pyrolysis of polystyrene waste in the presence of activated carbon in conventional and microwave heating using modified thermocouple)

Procesul de piroliză a fost experimentat utilizând două tipuri de surse de încălzire, și anume convenționale și microunde. Deșeul de plastic din polistiren (PS) a fost utilizat ca materie primă într-un reactor discontinuu atât pentru piroliza convențională (piroliză lentă), cât și pentru piroliza în microunde. Sa studiat efectul raportului dintre carbonul activ și polistiren asupra (i) randamentului de ulei, gaz și reziduuri (ii) temperatura de reacție (iii) timpul de reacție. Calitatea uleiului din piroliza polistirenului a fost evaluată pentru posibila aplicabilitate în producția de combustibil. Puterea cu microunde de 450 W și raportul polimer cu cărbune activ de 10: 1, a condus la cel mai mare randament al uleiului de 93,04% în greutate cu o valoare de încălzire mai mare de 45 MJ kg -1și o viscozitate cinematică de 2,7 cSt. Încălzirea cu microunde în comparație cu metoda de încălzire convențională prezintă o temperatură de reacție și un timp de 330 ° C în 5,5 minute, în timp ce în sistemul de încălzire convențional a fost de 418 ° C în 60 de minute

Pyrolysis of polystyrene waste in the presence of activated carbon in conventional and microwave heating using modified thermocouple

Highlights

•

PSW was rapidly processed in microwave pyrolysis.

Temperature measurement using modified chromel-alumel thermocouple.

A reaction temperature of 330 °C in 5.5 min.

Viscosity of the oil was 2.7 cSt.

Abstract

Pyrolysis process was experimented using two types of heating source, namely conventional and microwave. Polystyrene (PS) plastic waste was used as feedstock in a batch reactor for both the conventional (slow pyrolysis) and microwave pyrolysis. The effect of activated carbon to polystyrene ratio on (i) yield of oil, gas and residues (ii) reaction temperature (iii) reaction time were studied. Quality of oil from pyrolysis of polystyrene were assessed for the possible applicability in fuel production. Microwave power of 450 W and polymer to activated carbon ratio of 10:1, resulted in the highest oil yield of 93.04 wt.% with a higher heating value of 45 MJ kg−1 and a kinematic viscosity of 2.7 cSt. Microwave heating when compared to conventional heating method, exhibits a reaction temperature and time of 330 °C in 5.5 min, whereas in conventional heating system it was 418 °C in 60 min. The gas chromatography-mass spectrometry analysis of liquid oil from microwave pyrolysis predominantly yields alkenes of 8.44 wt.%, α-methyl styrene 0.96 wt.%, condensed ring aromatics 23.21 wt.% and benzene derivatives 26.77 wt.% when the polystyrene to activated carbon ratio was 10:1. Significant factor of using microwave heating is the amount of energy converted (kWh) is lesser than conventional heating.

Keywords

Microwave
Pyrolysis
Polystyrene
Activated carbon