Studio di catalizzatori magnetici per la pirolisi di lignina da processo Kraft: effetto dei parametri di processo

Abstract

Questa tesi ha lo scopo di studiare le prestazioni del catalizzatore magnetico Fe3O4 nel processo di pirolisi della lignina. Sono di particolare interesse le due frazioni gassosa ed oleosa, derivanti dal processo, allo scopo di produrre biocarburanti o estrarre prodotti della chimica fine. Le reazioni di pirolisi sono state condotte alla temperatura di 550 °C per 2 h, variando la quantità di catalizzatore e valutandone una sua riciclabilità. L’utilizzo del catalizzatore non ha influenzato considerevolmente le rese delle frazioni di interesse, mentre ha modificato la distribuzione dei prodotti favorendo la produzione di CO2 e presumibilmente anche di H2 in fase gassosa e variando la composizione del bio-olio. Dopo due cicli di reazione il catalizzatore è risultato essere quasi completamente ricoperto da uno strato carbonioso; pertanto, si stima che alla temperatura di reazione, la sua attività si esaurisca in un tempo di reazione valutato in 4-5 h.

This thesis aims to study the performance of the Fe3O4 magnetic catalyst in the lignin pyrolysis process. The two gaseous and oily fractions, deriving from the process, are of particular interest to produce biofuels or extract fine chemical products. The pyrolysis reactions were carried out at a temperature of 550 °C for 2 h, varying the amount of catalyst and evaluating its recyclability. The use of the catalyst did not considerably influence the yields of the fractions of interest, while it did change the distribution of the products by favoring the production of CO2 and presumably also of H2 in the gaseous phase and changing the composition of the bio-oil. After two reaction cycles, the catalyst was found to be almost completely covered by a carbonaceous layer; therefore, it is estimated that at the reaction temperature, its activity is exhausted in a reaction time estimated between 4 and 5 h.