title: Συν-πυρόλυση αγροβιομηχανικών και πλαστικών αποβλήτων με χρήση μικροκυμάτων για παραγωγή ελαίου και εξανθρακώματος
title: Microwave assisted co-pyrolysis of agricultural and plastic waste for the production of oil and char
Creators: name: Φραγκου Γεωργια
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2019

description: The οbjective of the present study is to evaluate agro-industrial and plastic waste for the production of oil and char by microwave pyrolysis. 
Orange juice residues and plastic polypropylene waste was pyrolyzed in a modified household microwave oven. The microwave oven was modified to collect the pyrolysis gases during reaction by drilling a hole on its top. The process took place in a reactor which had been fitted with a suitable adapter to allow the flue gas to be fed to the condenser. At its outlet, the condenser was connected to the condensate flask. Τhe produced gases were removed by means of a vacuum pump, before which a gas trap was inserted.
The parameters tested in the pyrolysis experiments were the type of absorber, pyrolysis time and the applied power. Lignite fly ash, residual slaughterhouse ash and activated carbon were examined as microwave absorbers. At first, orange juice residues were pyrolyzed, followed by  a mixture of orange juice residues and polypropylene waste. Τhe low temperature and the small mass decrease in the case of pyrolysis but also in co-pyrolysis experiments indicated that the addition of microwave absorbers in the process is necessary.  At the end of each experimental test, the yields of oil, char and gas were evaluated. Among the absorbers, the activated carbon recorded the highest temperatures, the greatest mass reduction and the highest oil production. Therefore, for the further co-pyrolysis tests activated carbon was used as an absorber.
During the experimental procedure the main characteristics of the pyrolysis products were also determined. Specifically, the char was characterized by proximate and elemental analysis, high heating value, the concentration of metals and FT-IR analysis. The collected oil was characterized regarding elemental analysis and high heating value. Finally, according to the results obtained by co-pyrolysis using a microwave absorber, there was no increase in the production of the pyrolyzed products but there was an improvement of the pyrolysis products with respect to their main characteristics.

description: Αντικείμενο της παρούσας μελέτης είναι η αξιοποίηση αγροβιομηχανικών και πλαστικών αποβλήτων για την παραγωγή ελαίου και εξανθρακώματος μέσω πυρόλυσης με χρήση μικροκυμάτων. 
Για τη διεξαγωγή των πειραμάτων, χρησιμοποιήθηκε τροποποιημένος οικιακός φούρνος μικροκυμάτων στον οποίο τα υπολείμματα χυμοποίησης πορτοκαλιών πυρολύθηκαν με πλαστικά απόβλητα πολυπροπυλενίου. Προκειμένου να συλλέγονται τα αέρια πυρόλυσης κατά τη διάρκεια της διεργασίας, πραγματοποιήθηκε διάτρηση μιας οπής στο επάνω μέρος του φούρνου. Η διεργασία λάμβανε χώρα σε αντιδραστήρα στον οποίο είχε εφαρμοστεί κατάλληλος προσαρμογέας, ώστε να είναι εφικτή η διοχέτευση των απαερίων στον συμπυκνωτή. Στην έξοδο ο συμπυκνωτής συνδεόταν με τη φιάλη συλλογής του συμπυκνώματος, ενώ τα παραγόμενα αέρια, απομακρύνονταν με τη βοήθεια αντλίας κενού, πριν την οποία παρεμβαλλόταν μια παγίδα απαερίων. 
Οι παράμετροι που εξετάστηκαν στα πειράματα πυρόλυσης ήταν το είδος του απορροφητή, ο χρόνος πυρόλυσης και η εφαρμοσμένη ισχύς. Ως  απορροφητές μικροκυμάτων εξετάστηκαν η ιπτάμενη λιγνιτική τέφρα, η υπολειμματική τέφρα σφαγείων, καθώς και ο ενεργός άνθρακας. Αρχικά πυρολύθηκαν τα υπολείμματα χυμοποίησης πορτοκαλιών και στη συνέχεια πυρολύθηκε μίγμα των υπολειμμάτων χυμοποίησης και των αποβλήτων πολυπροπυλένιου. Με βάση τις χαμηλές τιμές της θερμοκρασίας, αλλά και τη μικρή μείωση της μάζας που παρατηρήθηκε, τόσο στην περίπτωση της πυρόλυσης, όσο και της συν-πυρόλυσης, διαπιστώθηκε ότι η προσθήκη απορροφητών μικροκυμάτων στην διαδικασία είναι αναγκαία. Στο τέλος κάθε πειραματικής δοκιμής αξιολογήθηκε η αποδόση της διεργασίας σε έλαιο, σε εξανθράκωμα και σε αέρια. Από τους απορροφητές που εξετάστηκαν ο ενεργός άνθρακας παρουσίασε τις υψηλότερες θερμοκρασίες, την μεγαλύτερη ελάττωση μάζας, καθώς και τη μεγαλύτερη παραγωγή ελαίου. Ως εκ τούτου, για τις περαιτέρω δοκιμές συν-πυρόλυσης χρησιμοποιήθηκε ο ενεργός άνθρακας ως απορροφητής. 
Η πειραματική διαδικασία, συν τοις άλλοις, προέβλεπε τον προσδιορισμό των κύριων χαρακτηριστικών του παραγόμενου εξανθρακώματος και του ελαίου. Για το εξανθράκωμα πραγματοποιήθηκε προσεγγιστική και στοιχειακή ανάλυση, προσδιορισμός θερμογόνου δύναμης και περιεκτικότητας σε μέταλλα, καθώς και ανάλυση FT-IR. Αντίστοιχα για το έλαιο πραγματοποιήθηκε στοιχειακή ανάλυση και προσδιορισμός θερμογόνου δύναμης. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα που προέκυψαν η συν-πυρόλυση των αποβλήτων με χρήση απορροφητή μικροκυμάτων δεν παρουσίασε αύξηση της παραγωγής των προϊόντων πυρόλυσης. Ωστόσο, η συν-πυρόλυση των αποβλήτων είχε ως αποτέλεσμα την παραγωγή βελτιωμένων προϊόντων ως προς τα κύρια χαρακτηριστικά τους.