Diseño de una planta para la obtención de carbón activado a partir de neumáticos de automóvil fuera de uso (NFU's)

Abstract

El presente estudio plateó un proceso para la obtención de carbón activado a partir de NFU's mediante pirólisis y activación física para una capacidad de producción de 10 t de carbón activado en polvo (CAP)/mes. Se efectuaron pruebas en termogravimetría a distintas velocidades de calentamiento y diferentes tamaños de partícula con el objeto determinar los parámetros cinéticos y la composición del caucho de llantas. Se determinó que existen tres zonas de degradación entre 146-549 °C en las cuales se descomponen los distintos componentes de forma independiente e irreversible. Se encontró que el componente más resistente a la degradación fue el caucho sintético, seguido del caucho natural y como componente más volátil los plastificantes y aditivos, manifestando energías de activación de 135,4, 123,9 y 47,7 KJ mol-1 respectivamente. El modelo de deconvolución empleado, determinó que el caucho sintético se encuentra en mayor proporción con un 60,8 %, seguido por el caucho natural con un 32,8 % y por último los plastificantes y aditivos con un 6,1 %. Los ensayos de pirólisis efectuados a escala de laboratorio y piloto mostraron que para obtener un producto pirolizado con un contenido de carbón fijo superior al 90 %, se requiere de una temperatura superior a los 550 °C y un tiempo de residencia no inferior a los 45 min. El CAP producido a 900 ºC durante 540 min en el horno Nichols Herrshoff bajo atmosfera mixta de 12% de CO2 y 11,35 % de H2O, mostró un adsorción de yodo de 540 mg I2/g CA, así mismo exhibió un índice de azul de metileno de 19,1/100 g CA y un índice de decoloración de azúcar de 64,7 UBR. El estudio de pre-factibilidad de la implementación de la planta industrial estimó que con inversión inicial de 670 219 USD, se tendrá una TIR del 16,81 % y un VAN de 336 550,35 USD, calculados a un horizonte de 10 años y con un tiempo de recuperación de la inversión de 8 años