Nova Bio-carvão Pyroco Ajuda a Reduzir a Poluição

Engenheiros da Universidade RMIT criaram um bio-carvão ativado derivado de biossólidos a um preço acessível, chamado PYROCO. O novo bio-carvão pode ajudar o setor industrial a reduzir a poluição e melhorar a qualidade do bio-óleo. Além disso, abre a porta para mais inovações no setor de pirólise catalítica sustentável. Aqui está o que você precisa saber.

O que são Bio-óleos e como são Produzidos?

Os bio-óleos são um campo em expansão no mercado de renováveis. A tecnologia existe há muitas décadas. No entanto, avanços recentes tornaram possível a produção mais sustentável e barata de bio-óleos.

Os bio-óleos são feitos a partir de resíduos orgânicos, que geralmente são ricos em oxigênio. Notavelmente, um processo termoquímico chamado pirólise é comumente usado para criar bio-óleos. Ele ajuda a quebrar compostos complexos como ácidos, álcoois e cetonas.

Entendendo a Pirólise na Produção de Biocombustíveis

A pirólise requer que a biomassa seja aquecida a +500 graus enquanto remove o oxigênio do material. Essa ação ajuda a quebrar polímeros rapidamente. Notavelmente, a pirólise difere da combustão, pois elimina o oxigênio da equação.

A História da Pirólise: Do Carvão ao Bio-carvão

É interessante notar que a pirólise é um processo que a humanidade usa há séculos. Culturas antigas a utilizavam para criar carvão e torrar café. Alguns registros remontam a egípcios antigos usando pirólise em seu processo de embalsamamento para múmias.

Desafios da Pirólise: Emissões, Uso de Energia e Segurança

Existem vários problemas que os sistemas de pirólise atuais devem lidar para alcançar operações mais sustentáveis. Por um lado, as emissões de gases são prejudiciais ao meio ambiente. Isso pouco ajuda a tentar prevenir um tipo de poluição, apenas para criar outro problema.

Além disso, existem altas exigências de energia. Iniciar um fogo que possa quebrar polímeros leva tempo e energia. Além disso, existem riscos inerentes associados à manutenção do fogo e do oxigênio separados. Em alguns casos, a exposição súbita ao oxigênio pode resultar na combustão acidental de material orgânico.

O que é Bio-carvão? Benefícios, Composição e Usos

O bio-carvão é o subproduto da pirólise da biomassa. Sua composição química é fairly simples, consistindo principalmente em carbono e cinzas, o que lhe dá algumas características únicas. Por um lado, porque é feito de materiais orgânicos, é destinado a ser enterrado no solo, em vez de queimado. Notavelmente, algumas das principais fontes de bio-carvão incluem esterco, caroços de frutas, galhos, resíduos florestais, sobras de comida e muito mais.

O bio-carvão traz muitos benefícios para o setor agrícola. É visto por muitos como uma forte adição a fertilizantes. Quando enterrado, o bio-carvão fornece retenção de nutrientes e água. Além disso, melhora a fertilidade do solo por mais tempo do que fertilizantes tradicionais sozinhos.

PYROCO: Um Catalisador de Bio-carvão Inovador da RMIT

O estudo “Role of carbon-catalyst on upgrading the pyrolysis vapors of spent Eucalyptus nicholii biomass: Towards sustainable phenolics production“,”¹ publicado em Renewable Energy, desafia a suposição de que o bio-carvão é melhor usado para fins agrícolas. Ele introduz uma nova maneira de utilizar o bio-carvão como um catalisador que, quando utilizado com vapor de parafina, reduz a energia necessária para realizar o processo de pirólise.

Source – RMIT University

O engenheiro demonstra como o bio-carvão pode visar tanto funcionalidades fenólicas quanto de hidrocarbonetos. Especificamente, o estudo utiliza biomassa da árvore do peixe (Eucalyptus nicholii). Essa planta nativa da Austrália produz muito material de alimentação, o que a torna uma solução ideal para os experimentos.

Como parte desse estudo, os engenheiros examinaram a fundo o impacto do bio-carvão ativado derivado de biossólidos na pirólise da biomassa gasta de Eucalyptus nicholii e na composição do bio-óleo.

Transformando Resíduos Orgânicos em Bio-óleo Renovável

Como o primeiro passo do experimento, o material de alimentação da árvore do peixe foi coletado de uma das fazendas locais dos pesquisadores. Notavelmente, o material de alimentação foi mantido fresco antes de ser enviadoetamente para o processo de destilação a vapor. Esse passo criou um resíduo sólido que foi enviado para o forno.

O resíduo foi aquecido a 105 °C durante a noite. Esse passo elimina qualquer umidade restante do material. Em seguida, a equipe filtrou o material em um tamanho de partícula de 100–300 μm. Esse material final foi testado contra alternativas comercialmente disponíveis.

Os engenheiros notaram que a composição havia mudado para uma mistura de fenólicos (69,7%) e hidrocarbonetos (13,7%). Esses dados sugerem que o novo processo melhorou significativamente a seletividade de fenólicos e hidrocarbonetos no bio-óleo..

Dessa forma, a pesquisa ajuda a comunidade a entender melhor como a seletividade melhorada para fenólicos e hidrocarbonetos melhora o efeito dos catalisadores de carbono nas propriedades do bio-óleo e na energia de ativação.

Como a RMIT Testou o Catalisador de Bio-carvão PYROCO

Os engenheiros realizaram vários testes para garantir que seu estudo fosse preciso. A equipe começou criando pirólise catalítica em um reator tubular de quartzo de 27 mm por 680 mm e um forno carbolite. Uma placa de distribuição de gás de porosidade 3 (16–40 μm) foi usada como placa de distribuição de gás. Isso foi localizado a 320 mm acima da parte inferior do reator antes que o calor fosse aplicado.

O reator demonstrou alguns resultados interessantes. Por um lado, os engenheiros notaram que podiam reduzir a poluição química durante a pirólise usando sua estratégia avançada. Essa abordagem elimina produtos químicos de alta emissão e os substitui por bio-carvão de baixa emissão.

Além disso, a equipe mostrou que os catalisadores de carbono desempenham um papel vital na produção de bio-óleo. Parte dessa eficácia se deve à forma como o novo bio-carvão ajuda a facilitar as reações de desoxigenação e decarboxilação necessárias.

Como o PYROCO Reduz Emissões e Melhora a Qualidade do Bio-óleo

Existem muitos benefícios que o estudo de pirólise traz para o mercado. A principal vantagem é que fornece uma valiosa alternativa verde ao status quo. Esse processo pode ser usado para ajudar a remover produtos químicos indesejados e outros poluentes de uma variedade de locais.

Já, a equipe afirma que a tecnologia pode potencialmente destruir 99,99% dos PFAs em biossólidos. Isso tornaria os aterros sanitários muito mais seguros. Além disso, ao converter esse material em bio-carvão livre de PFA, abre a porta para vários cenários de uso que alinham com os objetivos globais de emissões líquidas zero de carbono dos governos.

Usos no Mundo Real para o PYROCO e Planos de Comercialização

Existem várias aplicações no mundo real para essa tecnologia. Por um lado, oferece uma maneira sustentável de reduzir as emissões de dióxido de carbono, substituindo produtos de alta emissão. Aqui estão algumas outras aplicações no mundo real que podem ter um impacto positivo na economia.

Industrial

O bio-carvão melhorado pode se tornar um componente crítico da cadeia de suprimentos sustentável para bio-óleos. Já, esses materiais são vitais na produção de produtos químicos como resinas, lubrificantes e aditivos. Esse estudo pode ajudar a reduzir custos e melhorar a produtividade no setor industrial.

Esse mercado utiliza o bio-carvão como um catalisador valioso em processos industriais mais complexos. Como tal, reduzir o custo e melhorar a qualidade do bio-carvão pode resultar em retornos mais altos.

Os engenheiros afirmaram que sua pesquisa está pronta para produção. Eles estão atualmente procurando maneiras de trazer a tecnologia para uma escala comercial pronta. Além disso, quando você olha mais a fundo para os aspectos financeiros do mercado, pode ver que o bio-carvão é previsto para atingir um potencial de mercado global de $3,3 bilhões no próximo ano. Todos esses fatores apontam para uma implementação rápida dessa tecnologia nos próximos meses e anos.

Quem Desenvolveu o PYROCO? Conheça a Equipe de Pesquisa

A Universidade RMIT liderou o estudo Pyroco. Ela trabalhou em estreita colaboração com engenheiros da South East Water, Intelligent Water Networks e do Instituto Indiano de Petróleo. Especificamente, o relatório lista Ramandeep Kaur, Bhavya B. Krishna, Nimesha Rathnayake, Thallada Bhaskar e Kalpit Shah como os principais contribuintes.

Impressionantemente, o estudo Pyroco recebeu financiamento de uma subvenção de $3 milhões do Governo Australiano. Especificamente, o financiamento irá para uma usina de tratamento de água que utilizará o sistema para converter esgoto tratado (biossólidos) em um produto rico em carbono chamado bio-carvão.

Destaque em Ações: Uma Empresa Química para Observar

O setor de biocombustíveis está em ascensão, com mais fabricantes buscando criar alternativas sustentáveis a sistemas industriais críticos em uso hoje. Essas empresas utilizam processos antigos como a pirólise, combinados com tecnologia de ponta, para criar alternativas mais limpas e eficazes. Aqui está uma empresa que permanece um espírito pioneiro no mercado.

Olin Corporation

A Olin Corporation (OLN ) entrou no mercado em 1892. Essa fornecedora de produtos químicos dos EUA cresceu em uma opção de ações respeitável. A empresa opera em 3 mercados sob as marcas Chlor Alkali Products e Vinyls, e Winchester. O último sendo o que você provavelmente já ouviu falar devido à sua longa história no setor de tiro.

Os segmentos de Chlor Alkali Products e Vinyls oferecem uma variedade de produtos, incluindo percloroetileno, ácido clorídrico, monômeros de cloreto de vinila, cloreto de metila, diclorometano, clorofórmio, tetracloreto de carbono e hidrogênio. A empresa tem uma grande base de clientes com clientes nos Estados Unidos, Europa, Ásia-Pacífico, América Latina e Canadá.

Últimas Notícias sobre a Olin Corporation

Pyroco – Tornar a Pirólise mais Acessível Pode Melhorar a Vida de Milhões

Quando você mergulha em como a pirólise é prevalente em uma variedade de tarefas industriais, pode ver como esse desenvolvimento pode ajudar a reduzir custos e melhorar a sustentabilidade de uma forma significativa. Como tal, essa equipe de engenheiros merece elogios por sua engenhosidade e determinação. Agora, a equipe busca escalar seu processo para ter um impacto real.

Aprenda sobre outras tecnologias de energia aqui.

Estudos Referenciados:

^{1. Kaur, R., Krishna, B. B., Rathnayake, N., Bhaskar, T., & Shah, K. (2024). Role of carbo-catalyst on upgrading the pyrolysis vapors of spent Eucalyptus nicholii biomass: Towards sustainable phenolics production. Renewable Energy, 214, 1239–1250. https://doi.org/10.1016/j.renene.2024.01.180}