Pirolisi di molecole organiche contenenti ossigeno : acetaldeide

The acetaldehyde is one among the most abundant products as a result of thermal decomposition of cellulose, carbohydrate widely present in the thermal composition of biomasses. Given the need to have a detailed kinetic scheme to describe the pyrolysis of biomasses, this thesis aims to provide a qualitative and quantitative description of the kinetic mechanisms underlying the pyrolysis of acetaldehyde. Nowadays society feels a growing sensitivity to the environmental protection, and problems related to non-renewable energy resources such as oil, in gradual depletion. This is the main reason that pushes the leaders in the energy sector to exploit an increasingly important renewable energy sources, including biomass. In order to utilize the stored chemical energy in these compounds are exploited mainly heat treatments, as the pyrolysis (the subject of more detailed discussion later in this work); biomass, thus treated, generates a multitude of compounds formed from molecules more small, then intended to further thermal degradation. It is evident that the noble purpose of assessing in detail, the totality of the products resulting from such decomposition encounters great difficulty, especially for the practical impossibility of identifying an almost infinite number of decomposition reactions of the components formed from molecules smaller and smaller. In the following discussion it will be proposed a kinetic scheme for the pyrolysis acetic aldehyde, developed with the rules of analogical character and elaborated by the working group led by Professor Mario Dente. It is also taken into account the decomposition of the acetic acid product as important in the pyrolysis of biomass. Finally we make a comparison between the results obtained through the kinetic model and experimental data found in the literature, in order to assess the effectiveness of the methodology and the quality of the results obtained.

L’acetaldeide costituisce uno fra i prodotti più abbondanti a seguito della decomposizione termica della cellulosa, carboidrato ampiamente presente nella composizione chimica della biomassa. Vista la necessità di avere uno schema cinetico dettagliato per descrivere la pirolisi di biomasse, questo lavoro di tesi intende fornire una descrizione qualitativa e quantitativa dei meccanismi cinetici che sottendono alla pirolisi dell’acetaldeide. Attualmente si è sviluppata una sensibilità sempre crescente nei confronti dell’aspetto di tutela ambientale e delle problematiche legate alle risorse energetiche non rinnovabili come il petrolio, in graduale esaurimento. Questa la motivazione principale che spinge i leaders in ambito energetico a sfruttare in maniera sempre più importante le fonti energetiche rinnovabili, tra cui le biomasse. Al fine di sfruttare l’energia chimica immagazzinata in questi composti si sfruttano principalmente trattamenti termici ad hoc, come la pirolisi (oggetto di più approfondita trattazione nel seguito del lavoro); la biomassa, così trattata, genera una moltitudine di composti formati da molecole più piccole, destinati poi a ulteriore degrado termico. Risulta evidente che il nobile proposito di valutare, aprioristicamente e nel dettaglio, la totalità dei prodotti derivanti da tale decomposizione incontra grandi difficoltà, soprattutto per l’impossibilità pratica di individuare un numero pressoché infinito di reazioni di decomposizione dei componenti formati da molecole via via più piccole. Nel seguito della trattazione si verrà proposto uno schema cinetico per la pirolisi dell’aldeide acetica, sviluppato grazie a regole di carattere analogico ed elaborato dal gruppo di lavoro guidato dal Professor Mario Dente. Si è inoltre presa in considerazione la decomposizione dell’acido acetico prodotto importante sia nella pirolisi delle biomasse che in quella dell’acetaldeide. Da ultimo si effettuerà un confronto fra i risultati ricavati attraverso il modello cinetico e i dati sperimentali reperiti in letteratura, al fine di valutare l’efficacia della metodologia adottata e la qualità dei risultati ottenuti.