ENERGPLAS

Contract nr: 159CI/2018

Proiect nr.: PN-III-P2-2.1-CI-2018-0954

Deseurile din plastic vector de energie

Rezumat

Un element esential in politica de dezvoltare durabila a Uniunii Europene o reprezinta exploatarea eficienta a resurselor, inclusiv a celor energetice. Cresterea continua a cererii de energie din surse alternative, impune necesitatea gasirii unor solutii viabile de inlocuire, completare a surselor, prin utilizarea unor materii prime disponibile local, cu eficienta energetica si efecte negative minimale asupra mediului. Reciclarea si posibilitatea de reintroducere intr-un ciclu de reutilizare a deseurilor, creand astfel valoare adaugata, nu mai constituie la nivelul tarilor dezvoltate din U.E. un fapt inedit sau un deziderat, ci un mod de viata. Si totusi, in Romania anului 2018, nivelul de reciclare a deseurilor este estimat la mai putin de 20% din potential si ne situeaza pe un loc codas in U.E. Este evident ca productia globala de materiale plastice, mai ales prin natura societatii “de tip consum“, continua sa creasca, la fel si generarea de deseuri. In acest moment, in Romania, deseurile din plastic genereaza poluare, cu impact pe termen lung asupra solului, apelor, plantelor, animalelor si oamenilor. Luand in considerare insa valoarea calorica ridicata a majoritatii deseurilor din materiale plastice, prin natura fabricarii lor din materii prime de tip fosil, putem gandi modalitati de reutilizare. Polietilena PE – (LDPE – joasa densitate si HDPE – inalta densitate), polipropilena (PP) si polistirenul (PS), sunt trei componente principale ale oricarui flux de deseuri din plastic. Piroliza, procesul propus de noi in acest studiu de transformare a deseurilor plastice, este unul din procesele omniprezente care transforma materialele organice in diferite forme utile, prin descompunere termochimica la temperatura relativ ridicata, in conditii de mediu lipsit de oxigen.
Caracterul inovativ al proiectului se regaseste in doua componente: (i) durabilitatea resurselor/ mediu: explorarea si revalorificea unor resurse de tip deseu, anume plasticele; si (ii) energetica: dezvoltarea unor combustibili alternativi, validati pe fundamente stiintifice. In Romania, aplicarea pe scara larga a procesului de piroliza, in masura sa elimine deseurile din material plastic – creandu-se astfel valoare adaugata prin dezvoltare de noi produse, lipseste in comparatie cu procesele de incinerare si depozitare. “Vinovat” ar fi si lipsa procesului de cunoastere/cercetare/dezvoltare pe acest subiect. Ne-am propus ca pe parcursul cercetarilor din cadrul acestui proiect, gazul obtinut din piroliza deseurilor din plastic sa poata sustine o mare parte din consumul energetic al procesului. Proiectul, cu rol principal de cercetare-dezvoltare, mai apoi generator de solutie tehnologica pentru dezvoltarea unui bussines real, este axat pe studiul procesului de piroliza si aplicabilitatea acestuia in revalorificarea deseurilor de plastic. In afara unor tipuri de catalizatori cunoscuti, se vor efectua investigatii pe materiale catalitice construite pe plan local si din resurse locale.
Plusurile de Calitate Stiintifica ale studiului sunt date de: (i) proiectarea si dezvoltarea unei instalatii experimentale de piroliza a deseurilor din plastic – PPPW (Pyrolysis Plant of Plastics Waste), ce are in componenta – reactor (SFBR – single fluidized bed reactor) + condensator + sistem colectare gaze condesabile + sistem colectare gaze necondensabile; (ii) dezvoltarea unor catalizatori mezoporosi, pe baza de silice mezoporoasa MCM-41 (Mobil Composition of Matter No. 41) si SBA-15 (Santa Barbara-15) + teste de piroliza catalitica; (iii) teste piroliza cataliticacomparativa folosind materiale microporoase, respectiv zeolit natural, (iv) investigatii de piroliza necatalitice, (v) investigatii de piroliza catalitica utilizand materiale locale, lignina. Se va evalua eficienta proceselor, raportul gaz:lichid si caracterul energetic este mai ridicat, pentru a putea alege solutia stiintifica si tehnologica cea mai eficienta si fezabila, cu un raport cost/beneficiu sustenabil, echilibrat.  Produsii de piroliza/reactie estimati sunt: ulei de piroliza – PPO; gaz de piroliza – PPG; deseu/ceara de piroliza – WWPP.

 

Consorţiu

Beneficiar: TDR ENERGY SRL

Furnizor: Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Criogenice şi Izotopice – I.C.S.I. Râmnicu Vâlcea

Obiective

Exista o intrepatrundere intre obiectivele de natura stiintifica/cercetare-dezvoltare si cele antreprenoriale, cu capacitate de dezvoltare ale afacerii, anume: (i) prospectarea, inventarierea atenta a materiilor prime selectate spre studiu: PE (HDPE si LDPE), PP si PS, pretabile atingerii scopului; contributie la dezvoltarea unei piete durabile, din punct de vedere economic si ecologic; (ii) evaluarea la nivel de laborator a potentialului energetic pentru materiile prime selectate; (iii) proiectare si realizare instalatie experimentala de piroliza; (iv) experiment – piroliza necatalitica, cu Tvariabil [350 – 500 ºC]; (v) dezvoltare materiale catalitice, pe baza de silice mezoporosa de tip MCM-41 si SBA-15 si experiment – piroliza catalitica, cu Tvariabil [350 – 500 ºC]; (vi) piroliza catalitica folosind materiale microporoase – zeolit natural comercial, cu Tvariabil [350 – 500 ºC]; (vii) piroliza catalitica folosind lignina, cu Tvariabil [350 – 500 ºC]; (viii) validarea PPO si PPG ca si combustibili alternativi prinevaluarea potentialului energetic, compozitional si a impactului de mediu, emisii/imisii in aer; (ix) reducerea dependentei de combustibilii fosili finiti clasici, durabilitatea resurselor; cresterea diversitatii de combustibili si eliminarea unor deseuri; reducerea GES.

Rezultate

Procesele de piroliză dezvoltate în acest studiu au fost efectuate cu sau fără catalizatori. Cantitatea de deșeuri de plastic utilizate în experimente a fost de aproximativ 50g. Un element de inovare al acestui studiu este crearea sistemului de plasă metalic tip sandwich, SMMS, pentru a susține catalizatorii clasici.

A. Instalatia experimentala de piroliza.

Instalatia de piroliză este compusa dintr-un reactor – din oțel refractar cu H: 500mm; Dint: 100mm; izolat cu vata bazaltica, condensator – sistem de răcire/gaz condensat cu L: 500mm; răcit cu apă la T:10°C, sticlă – flacon Erlenmeyer, pentru a colecta hidrocarburi condensabile, PPO, sac/5L Tedlar (CEL Scientific Corporation, SUA), pentru colectarea gazelor necondensabile, PPG.

 

Figura 1. Diagramcomponenti instalatie de piroliza

Figura 2. Imagine instalatie de piroliza deseuri din plastic

B. Produs

  • B1 – PPG gaz de piroliza din deseuri din plastic

Figura 3. PPGgaz de piroliza bogat in hidrocarburi, asemanator gazului natural

    • B2 – PPO ulei de piroliza din deseuri din plastic

Figura 4. PPO – ulei de piroliza din plastic

 

Buget

Buget total proiect: 50.000 RON

      • de la bugetul de stat: 45.000 RON
      • alte surse: 5.000 RON
Diseminare

  1. Cerere de brevet: Instalatie de Valorificare a Deseurilor din Plastic

Autori: Roxana Elena Ionete, Eusebiu Ilarian Ionete, Stefan Ionut Spiridon, Marius Constantinescu,  Felicia Bucura, Marius Gheorghe Miricioiu
Nr. de referinta solicitant: 15847-22.10.2018
Registratura OSIM: A/00848/29.10.2018

© 2018 I.C.S.I. Rm. Vâlcea Page created and updated by Nicolae Şofîlcă

 

Prin accesarea site-ului nostru sunteți de acord cu utilizarea cookie-urilor, ceea ce ne permite să analizăm preferințele și să vă propunem servicii personalizate adaptate nevoilor dumneavoastră.