Pirólise catalítica de resíduos agroindustriais com catalisadores de alumina e metais de transição

Abstract

O alto consumo de combustíveis de origem fóssil contribui de forma significativa para emissão de gases do efeito estufa e consequentemente influencia no aumento da temperatura do planeta, causando mudanças climáticas extremas. Uma alternativa para reduzir este impacto ambiental negativo é o uso de biomassa lignocelulósica de resíduos agroindustriais para a produção de biocombustíveis e produtos de alto valor agregado, sem competir com a produção de alimentos. A conversão de biomassa pode ocorrer via pirólise rápida, que utiliza altas temperaturas e curtos tempos de reação, obtendo-se alto rendimento em bio-óleo que apresenta uma mistura complexa de compostos oxigenados com alta viscosidade e corrosividade e baixa estabilidade e poder calorífico. A pirólise catalítica com diversos catalisadores, tais como os ácidos e/ou metálicos leva a uma produção bio-óleo com menor teor de oxigenados. O objetivo deste trabalho foi avaliar os produtos da pirólise rápida de biomassa residual de caroço de acerola em presença de catalisadores de óxidos mistos de MoNiAl e MoCoAl obtidos de precursores de hidróxidos duplos lamelares (HDL). Os HDL e os óxidos foram caracterizados quanto às características texturais, estruturais e químicas. Os catalisadores foram avaliados para pirólises caroço de acerola em um micropirolsador acoplado a um cromatógrafo GC/MS, a 650°C, 0,2mg de biomassa e razão mássica catalisador:biomassa igual a 5:1. Os resultados de difração de raios-X confirmaram a formação de estruturas do tipo HDL. O catalisadores calcinados NiAl e CoAl apresentaram mistura de fases dos óxidos e aluminatos de Ni e Co, e áreas superficiais de 104 e da 166 m2·g-1, respectivamente. A adição do metal Mo aos catalisadores NiAl e CoAl causou redução das áreas superficiais. A pirólise térmica do caroço de acerola resultou em alta formação de oxigenados (51,5%). A pirólise sobre o catalisador NiAl apresentou maior formação de oxigenados do que a pirólise não catalítica (58,5 %), contudo favoreceu a produção de aromáticos. O catalisador MoNiAl apresentou efeito contrário, reduzindo a seletividade aos compostos aromáticos com maior formação de hidrocarbonetos alifáticos. O melhor catalisador foi o óxido de CoAl que reduziu os compostos oxigenados para 34,7 % e formou 25,1 % de hidrocarbonetos, em especial, 13% de aromáticos.