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dc.contributor.advisorChidamoio, João Fernando-
dc.contributor.authorPaqueleque, Bruno Elpe António-
dc.date.accessioned2022-08-01T11:02:26Z-
dc.date.available2022-08-01T11:02:26Z-
dc.date.issued2022-07-01-
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.uem.mz/handle258/657-
dc.description.abstractPlastic consumption and production have increased drastically over the years, causing enormous quantities of waste. Insufficient administration has led to serious issues for human wellbeing and the environment. Plastic waste can be converted into liquid fuel by pyrolysis, which produces a fuel with similar characteristics to common fuel. This approach can solve the existence of enormous amounts of plastic waste and reduce the dependency on oil. Thus, in this dissertation I study, design and simulate a process of conversion of different types of plastics wastes into liquid fuel trough the thermal and catalytic pyrolysis of different plastic wastes (HDPE, LDPE, PP, and PS). The simulation is performed in ASPEN HYSYSv1. It was found that in thermal pyrolysis, the cracking temperatures registered were in HDPE (500 – 680oC), LDPE (350 – 450oC), PP (200 – 275oC) and PS (300- 390oC) respectively. The carbon number distribution of the plastics was mostly in range of C5-C12 and C13-C20. The liquid fuel resulting from distillation column of HDPE and LDPE oil has excellent yields of gasoline above 80%. On the other hand, the distillation of PP oil produced high yields of kerosene (57.19%) and gasoline (36.16%), and PS oil distillation produced a high content of diesel (91.34%). Two different type of catalysts, Ni/Al2O3 and activated carbon were applied in the pyrolytic reactions. It was observed that the Ni/Al2O3 has high activity and produces greater amount of oil compared to activated carbon. At 295oC in PS pyrolysis Ni/Al2O3 registered a conversion of 85.43%, whereas in the presence of activated carbon the conversion rate was 79.75%. As compared with thermal pyrolysis, catalytic pyrolysis was the best pyrolysis process for HDPE and LDPE plastics. A low performance was observed in the catalytic pyrolysis of PP plastic due to elevated yields of residue produced. In conclusion, the study shows that the thermal pyrolysis is a suitable method for PP and PS plastics and the catalytic pyrolysis is a great option for HDPE and LDPE respectively.en_US
dc.language.isoengen_US
dc.subjectCatalytic pyrolysisen_US
dc.subjectThermal pyrolysisen_US
dc.subjectAspen hysysen_US
dc.subjectPlastic wasteen_US
dc.subjectRenewable energyen_US
dc.titleDesign and simulation of a process to convert different types of plastic wastes into liquid fuelen_US
dc.embargo.termsopenAcessen_US
dc.description.resumoO consumo e a produção de plástico aumentaram drasticamente ao longo dos anos, causando enormes quantidades de resíduos. A administração insuficiente levou a sérios problemas para o bem-estar humano e o meio ambiente. Os resíduos plásticos podem ser convertidos em combustível líquido por pirólise, que produz um combustível com características semelhantes ao combustível comum. Esta abordagem pode resolver a existência de enormes quantidades de resíduos plásticos e reduzir a dependência do petróleo. Assim, nesta dissertação estudo, projeto e simulo um processo de conversão de diferentes tipos de resíduos plásticos em combustível líquido através da pirólise térmica e catalítica de diferentes resíduos plásticos (PEAD, PEBD, PP e PS). A simulação é realizada em ASPEN HYSYSv1. Verificou-se que na pirólise térmica, as temperaturas de craqueamento registradas foram em PEAD (500 – 680oC), PEBD (350 – 450oC), PP (200 – 275oC) e PS (300-390oC), respectivamente. A distribuição do número de carbono dos plásticos estava principalmente na faixa de C5-C12 e C13-C20. O combustível líquido resultante da coluna de destilação de óleo PEAD e PEBD apresenta excelentes rendimentos de gasolina acima de 80%. Por outro lado, a destilação do óleo PP produziu altos rendimentos de querosene (57,19%) e gasolina (36,16%), e a destilação do óleo PS produziu alto teor de diesel (91,34%). Dois tipos diferentes de catalisadores, Ni/Al2O3 e carvão ativado foram aplicados nas reações pirolíticas. Observou-se que o Ni/Al2O3 possui alta atividade e produz maior quantidade de óleo em relação ao carvão ativado. A 295oC em PS a pirólise Ni/Al2O3 registrou uma conversão de 85,43%, enquanto na presença de carvão ativado a taxa de conversão foi de 79,75%. Em comparação com a pirólise térmica, a pirólise catalítica foi o melhor processo de pirólise para plásticos HDPE e LDPE. Um baixo desempenho foi observado na pirólise catalítica do plástico PP devido aos elevados rendimentos do resíduo produzido. Em conclusão, o estudo mostra que a pirólise térmica é um método adequado para plásticos PP e PS e a pirólise catalítica é uma ótima opção para PEAD e PEBD respectivamente. (TRADUÇÃO NOSSA)en_US
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