Che cos'è la depolimerizzazione termica?
La depolimerizzazione termica è un processo industriale per la scomposizione di vari materiali di scarto in prodotti petroliferi. Ciò comporta che i materiali siano sottoposti a temperature e pressioni elevate in presenza di acqua, avviando così un processo noto come idrolisi pirolisi. Il risultato è la depolimerizzazione dei polimeri a catena lunga dei materiali in monomeri a catena corta, in questo caso idrocarburi di petrolio. Questa è una resa artificiale molto accelerata del processo che ha formato i combustibili fossili in natura. Una vasta gamma di prodotti di scarto, noti come materie prime, può essere utilizzata nei processi di depolimerizzazione termica, inclusi materiali plastici e biomassa.
Il processo di depolimerizzazione termica (TDP) esiste da circa 70 anni ma non è stato considerato praticabile fino alla fine degli anni '90. Questa mancanza di redditività era il risultato di un'energia inaccettabile restituita sul rating EROEI (energia investita), ovvero la misurazione della quantità di energia impiegata per produrre la produzione di energia. I primi metodi richiedevano molta più energia da produrre rispetto alla produzione di energia, ma hanno spianato la strada a sistemi moderni che presentano classificazioni EROEI di 6,67, ovvero circa 85 unità di energia prodotte per ogni 15 spese. La produzione agricola convenzionale di biodiesel ed etanolo presenta valori nominali di circa 4,2, rendendo così il processo di depolimerizzazione termica un'opzione interessante. Oltre alla sua efficienza, il sistema offre numerosi altri vantaggi, tra cui l'abbattimento della contaminazione da metalli pesanti in ossidi innocui e la distruzione di veleni organici e dei prioni responsabili della mucca pazza e delle malattie di Creutzfeldt-Jakob.
In pratica, il processo di idrolisi pirolitica al centro della depolimerizzazione termica è abbastanza semplice. I materiali delle materie prime vengono prima macinati in piccoli pezzi e mescolati con acqua. La miscela viene quindi riscaldata a 482 ° F (250 ° C) per circa 15 minuti in un recipiente a pressione. Il vapore generato aumenta la pressione nella nave a circa 600 libbre per pollice quadrato (PSI) che, al termine del processo di riscaldamento, viene rapidamente rilasciato. Questo fa sì che l'acqua sgorghi o evapori rapidamente, lasciando indietro solidi residui e idrocarburi grezzi.
Questi componenti vengono separati e gli idrocarburi raccolti per un ulteriore raffinamento. Ciò comporta un ulteriore trattamento termico a 500 ° C (930 ° F) e una selezione frazionata della distillazione. I risultati sono frazioni di nafta leggera, pesante, cherosene e gasolio adatte alla produzione di diversi tipi di olio combustibile. I solidi residui che rimangono dopo il trattamento termico iniziale possono essere usati come fertilizzanti, filtri, carburanti per il suolo e carbone attivo per il trattamento delle acque reflue.
L'elenco delle materie prime adatte al TDP è ampio e comprende rifiuti di plastica, pneumatici, pasta di legno, rifiuti sanitari e sottoprodotti piuttosto sgradevoli come frattaglie di tacchino e fanghi di fognatura. L'efficienza del processo di depolimerizzazione termica è ulteriormente migliorata dal fatto che sottoprodotti di processo come il metano, che non può essere scomposto dalla depolimerizzazione, vengono raccolti e utilizzati per alimentare i generatori di turbina per produrre elettricità per l'impianto o la rivendita. Il metano possiede anche un potenziale come biogas, un'alternativa verde alla benzina convenzionale.