Valorización energética de residuos plásticos en combustible diésel con etanol y aditivos de etoxiacetato de etilo en la estrategia de economía circular

Oct 23, 2023

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 5330 (2022) Citar este artículo

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El uso generalizado de artículos de plástico crea enormes problemas de eliminación y preocupaciones ambientales. Se ha hecho cada vez más hincapié en la noción de economía circular, que podría tener un impacto significativo en la demanda de materias primas plásticas. El reciclaje de plásticos posconsumo es un enfoque importante de la economía circular de la nación. Este estudio se centra en la valorización energética de los residuos plásticos como fuente alternativa de combustible para satisfacer la demanda de la economía circular. Se ha afirmado que el combustible plástico de desecho producido a través de la pirólisis se utiliza como combustible sustituto. Este trabajo se enfoca en determinar los estándares de desempeño y emisión del Combustible Plástico Residuos (WPF) generado a partir de la pirólisis de Polietileno de Alta Densidad (HDPE) en un Motor Diésel de Inyección Directa (DIDE) monocilíndrico. Se combinaron tres proporciones diferentes de WPF con 10 % de etanol y 10 % de etoxiacetato de etilo como aditivo oxigenado para crear mezclas de combustibles cuaternarios. El etanol tiene una baja viscosidad, un alto contenido de oxígeno, una alta relación hidrógeno-carbono como propiedades favorables, el combustible cuaternario da como resultado una mejor eficiencia térmica del freno, consumo de combustible y emisiones reducidas. La mezcla WEE20 muestra un 4,7 % más de eficiencia térmica de los frenos y un 7,8 % menos de consumo de combustible en comparación con el diésel. Las mezclas de combustibles cuaternarios demostraron una disminución del monóxido de carbono del 3,7 al 13,4 % y una reducción de los hidrocarburos del 2 al 16 % en diferentes condiciones de carga.

Se prevé que el consumo de plástico se duplique en las próximas dos décadas, después de duplicarse en las cinco décadas anteriores. Para reducir las dificultades ambientales, la industria de polímeros debe centrarse en recuperar bienes de valor agregado en lugar de plásticos de un solo propósito. El concepto de economía circular ha cobrado impulso e incluye una estrategia ambiciosa para aumentar las ideas de reciclaje de plástico posconsumo. La reducción del consumo, el aumento de la esperanza de vida, el reciclaje y la recuperación de energía post-consumo son estrategias recomendadas para reducir la contaminación causada por los plásticos. El reciclaje mecánico es crucial para la economía circular, pero los impedimentos como la mezcla incompatible, las propiedades mecánicas reducidas y los aditivos fortalecedores impiden la economía circular. El reciclaje térmico o la combustión se utilizan para desechar los plásticos y se gana más atención. La eliminación de residuos plásticos presenta una oportunidad importante para la recuperación de energía. Los hidrocarburos están presentes en el plástico, son una gran fuente de combustible ya que se queman limpiamente. Además de ser respetuosa con el medio ambiente y rentable, la pirólisis es una tecnología para recuperar energía a partir de residuos plásticos que solía reutilizar residuos plásticos como fuente de energía para la producción de combustible, además de ser respetuosa con el medio ambiente y rentable1.

El uso de combustibles diésel está muy extendido en muchas industrias, como los sectores de la automoción, la agricultura y la generación de energía, que se benefician de una mayor eficiencia térmica y una mayor economía de combustible. Buscar fuentes alternativas de combustible suele ser una experiencia positiva. Singh et al.2 sintetizaron aceite de pirólisis de plástico puro sin el uso de un catalizador y estudiaron las características del combustible. Las mezclas de aceite plástico se probaron en el motor y se descubrió que la utilización de mezclas al 50 % resultó en una reducción de la eficiencia y un aumento mínimo de las emisiones. Das et al.3 examinaron mezclas de aceite de plástico de desecho producidas a partir del catalizador de zeolita-A. El análisis del motor descubrió una mayor eficiencia térmica de los frenos hasta un 20 % de mezcla a plena carga. Se considera que la emisión de gases de escape tiene un valor más alto que el diésel con mayores relaciones de mezcla y carga. Los aceites de pirólisis producidos a partir de varios polímeros, incluidos el polietileno de alta y baja densidad, el estireno y el polipropileno, fueron estudiados por Mangesh et al.4. Bukkarapu et al.5 estudiaron el método de pirólisis para convertir desechos plásticos en combustible e informaron sobre el uso de aceite plástico en motores diésel mediante el examen de las características del motor. Chandran et al.6 informaron las características químicas y físicas de diferentes mezclas de aceite plástico residual con polímeros similares al diésel y mezclas de aceite de neumáticos, aceite plástico residual destilado y desulfurado.

Fayyazbakhsh y Pirouzfar7 realizaron una revisión de los aditivos oxigenados para reducir las emisiones, mejorar las características del combustible y mejorar el rendimiento de los DIDE. Llegaron a la conclusión de que el aumento del contenido de alcohol del diesel mejoró la fase de combustión premezclada durante la combustión, lo que disminuyó las emisiones. Bridjesh et al.8 intentaron sustituir el diesel con la mitad de la cantidad de Waste Plastic Oil (WPO) y los aditivos acetato de metoxietilo y éter dietílico. Sachuthananthan et al.9 combinaron nanopartículas de óxido de magnesio con aceite de pirólisis plástica en varias proporciones. La investigación se llevó a cabo para investigar la influencia del encendido por compresión en las características fisicoquímicas del motor. Mangesh et al.10 exploraron la hidrogenación del aceite de pirólisis como un enfoque novedoso para convertir productos químicos no saturados en saturados. El estudio examinó la combustión, la generación y las emisiones de aceite de pirólisis de polipropileno hidrogenado combinado con diesel.

Devaraj et al.11 demostraron que la mezcla de éter dietílico aumenta el número de cetano de la mezcla de plástico a un nivel mayor que el del diésel y WPO, y no solo reduce las emisiones de humo. Según Ananthakumar et al.12, probaron el rendimiento de un motor diésel utilizando mezclas de combustible de WPO y éter dietílico. Los resultados mostraron que las mezclas de WPO tenían un BTE más bajo que el diésel y que el consumo específico de combustible (SFC) tenía un BTE significativamente más bajo que el diésel en todos los casos. Por otro lado, las emisiones de Hidrocarburos (HC) y humos fueron similares a las del diesel. Vijayabalan y Kaimal13 examinaron las características del motor diesel, operando con éter dietílico (DEE) a una concentración de 5 a 15 por ciento por volumen en WPO. Los aumentos en el DEE de las mezclas dieron como resultado un mayor BTE y un menor consumo de combustible. Mientras que las emisiones de monóxido de carbono (CO) disminuyeron, las emisiones de hidrocarburos no quemados disminuyeron.

Sukjit et al.14 llevaron a cabo una investigación experimental en un motor diésel utilizando aceite de fundición de aceite plástico como combustible en combinación con butanol y DEE como aditivos. Cuando se utilizan como combustible mezclas de aceite plástico, aceite de ricino y DEE, se reducen las emisiones del motor. Ravi y Karthikeyan15 sugirieron que la mezcla de propanol con aceite plástico era preferible en términos de rendimiento y emisiones en comparación con el diesel, y en cuanto a las emisiones, las normas se reducen. Das et al.16 han examinado WPO y etanol para mejorar el rendimiento y reducir las emisiones, y se ha utilizado el método Taguchi para optimizar el rendimiento y las emisiones. De acuerdo con los hallazgos de esta investigación, mayores relaciones de compresión y cargas más altas dan como resultado el mayor BTE posible y las emisiones más bajas posibles para el 20 % de etanol y el 20 % de diésel mixto WPO. Una investigación profunda y exhaustiva revela que el combustible plástico de desecho se puede usar como combustible único o combinado con diesel base o combustible oxigenado como una mezcla binaria, con o sin modificaciones en el motor. Se ha observado que se realizan varios intentos de utilizar aditivos oxigenados. Se descubrió que la adición de alcoholes a las mezclas de combustibles ternarios evitaba la mayor viscosidad cinemática y densidad del diesel que se encuentra en las mezclas cuaternarias, así como también mejoraba las propiedades del combustible base con una reducción significativa de las emisiones17.

Este estudio se centra en la recuperación de energía a partir de plásticos usados ​​como fuente de combustible para el transporte a través de un enfoque de economía circular. Esta investigación tiene como objetivo determinar las características de emisión y rendimiento de los residuos plásticos combustibles elaborados a partir de la pirólisis de HDPE en un motor diésel monocilíndrico. La combinación de alcohol y aditivos oxigenados con etilo con combustible plástico recuperado de residuos plásticos no se intentó en aplicaciones de motores diesel. En esta investigación se mezcló una combinación de 10% de etanol y 10% de aditivos de etoxiacetato de etilo con diferentes proporciones de combustible plástico residual como combustible cuaternario para lograr un mejor desempeño en el motor diesel. Por lo tanto, esta investigación evalúa las características de emisión y el rendimiento de un motor diesel monocilíndrico que ha sido alimentado con combustible plástico residual y aditivos oxigenados. Los resultados de WPF se evalúan para la sostenibilidad del medio ambiente para cumplir con la economía circular.

En el proceso de pirólisis, los plásticos de desecho se convierten en energía alternativa como combustible para motores diésel. El combustible de desecho de plástico tiene una amplia gama de características químicas que varían según el grado de plástico utilizado y la técnica de pirólisis empleada. El bajo poder calorífico y la alta viscosidad del combustible plástico de desecho son los dos inconvenientes más significativos de utilizar combustible plástico como motor diesel. El HDPE es conocido por su estructura como polímero lineal de cadena larga con un grado considerable de cristalinidad y poca ramificación que termina con características de alta resistencia. Según las previsiones, la demanda mundial de HDPE alcanzará aproximadamente 95 000 millones de toneladas para 2025, lo que lo convierte en uno de los contribuyentes más importantes a la contaminación por plástico. HDPE ofrece buena resistencia a los álcalis, ácidos diluidos y grasas. Debido a su fuerza excepcional, se usa ampliamente para producir envases de leche, envases de aceite lubricante, botellas de champú, botellas de detergente, contenedores de reciclaje y bolsas de comestibles, entre otras cosas. Los desechos de HDPE tienen un alto potencial de uso como materia prima para la pirólisis y pueden reciclarse muchas veces4. Ning Liu et al.25,26 recuperaron energía de los polímeros de desecho y la utilizaron para aplicaciones de energía solar. No solo es respetuoso con el medio ambiente, sino que también ofrece una forma ecológica de crear carbones porosos para una amplia gama de aplicaciones mediante la conversión de polímeros de desecho de bajo costo en una utilización de energía de alto valor agregado.

El proceso catalítico se caracteriza por el uso de un catalizador para efectuar la conversión. La pirólisis de los desechos plásticos involucra varios factores de proceso, como la temperatura, la velocidad de calentamiento, el uso del catalizador, el tamaño de las partículas, el tiempo de retención, el contenido de humedad y la composición de la materia prima, entre otras cosas. En comparación con la pirólisis térmica, el método mostró una alta probabilidad de transformación de los desechos sintéticos en aceite y mejoró la calidad con duraciones y temperaturas de reacción más bajas de lo que se pensaba anteriormente. Estas variables pueden reducir el consumo de energía y, al mismo tiempo, aumentar el rendimiento de todo el proceso de pirólisis. En el proceso de pirólisis, la degradación térmica se produce mientras el material se mantiene al vacío. Según el fabricante, la transformación por pirólisis catalítica de los polímeros de HDPE se llevó a cabo en un reactor de pirólisis. La basura plástica triturada se coloca en un horno de mufla que puede funcionar continuamente a 600 °C. Un controlador digital que monitorea y ajusta la temperatura a través del termopar. El reactor de pirólisis catalítica incluido con una bomba de vacío para ayudar a la conversión. El catalizador que se emplea en este procedimiento evitará la formación de dioxinas. Dependiendo del tipo de materiales plásticos, la reacción ocurre a una temperatura y tiempo especificados. Se requirieron sesenta minutos de tiempo de respuesta para la prueba de HDPE y, a 450 °C, el HDPE se convirtió en aceite de pirólisis. Según los resultados, la producción de aceite para HDPE es del 50 % en peso de aceite de pirólisis con un 25 % de formación de cera y un 25 % de gas, y se observa la formación de coque.

Muchos investigadores están investigando los diferentes aditivos que pueden mejorar el rendimiento de los combustibles alternativos producidos a partir de plásticos reciclados. La Tabla 1 tabuló las investigaciones de combustibles plásticos residuales y su resultado de rendimiento con aditivos oxigenados. Con sus biorrecursos renovables y sus propiedades oxigenadas, el etanol es un combustible alternativo atractivo para los motores diesel. Estos oxigenados se utilizan a menudo en motores debido a su mayor volatilidad y propiedades de calentamiento latente. Muchos estudios27,28 se han centrado en optimizar las mezclas de combustible diésel, biodiésel y alcohol como combustibles alternativos en los motores de combustión interna. Sin embargo, existen inconvenientes significativos, que incluyen la disminución del poder calorífico, la separación de fases, el punto de fluidez y las circunstancias peligrosas de almacenamiento y tránsito para las mezclas ternarias. El etanol se puede mezclar con diesel como combustible para motores, que tiene muchas propiedades favorables, incluido un mayor contenido de oxígeno, baja viscosidad, menos contenido de azufre, una alta proporción de hidrógeno a carbono y una alta tasa de enfriamiento por evaporación. El etanol tiene una viscosidad más baja que el diésel puro, lo que resulta en una mejor atomización del combustible inyectado en los cilindros y una mejor mezcla con el aire cuando se combina con diésel29,30. Además, dado que el etanol tiene un alto calor latente de evaporación, mezclarlo con combustible diesel puede aumentar la eficiencia del volumen a través del efecto de enfriamiento por evaporación del etanol durante las carreras de admisión y compresión.

El uso de combustibles oxigenados parece ser una opción viable para reducir las emisiones de los motores diésel, tanto actuales como futuros. El término "combustible oxigenado" se refiere a una sustancia química que contiene oxígeno. Se utiliza para aumentar la eficiencia de la combustión de combustible y reducir la cantidad de contaminantes del aire. Rao et al.31 han realizado esfuerzos para mejorar el rendimiento y, al mismo tiempo, reducir las emisiones mediante la alteración del diésel con aditivos oxigenados. Para crear mezclas ternarias, se agregaron varias cantidades de nitrometano y acetato de 2-etoxietilo (EEA) al combustible diesel. El 2-butoxietanol y el 2-etoxiacetato de etilo fueron estudiados por Srinivasan y Devaradjane32. Cuando la concentración de oxígeno aumenta del 5 al 15 %, reduce las emisiones de humo, CO y HC al tiempo que aumenta las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx). Por otro lado, Deepanraj et al.33 estudiaron las características de los motores diésel que funcionan con mezclas EEA. Los efectos de varias mezclas de combustible, incluidos 5 %, 10 % y 15 % de EEA, se estudiaron en un DIDE. Los combustibles combinados de EEA mejoraron el rendimiento del motor y redujeron sustancialmente las emisiones cuando se probaron en diversas situaciones de carga.

El énfasis principal está en el uso de combustible plástico de desecho derivado de HDPE como un posible combustible alternativo para los motores diésel. Al revisar las fuentes bibliográficas, se supo que se ha realizado muy poco estudio sobre el combustible derivado del polietileno de alta densidad en el motor diésel cuando se combina con etanol y etoxiacetato de etilo. La separación de fases se puede evitar combinando un aditivo como EEA con aceite plástico usado y una mezcla de diesel. Los aditivos de compatibilidad molecular y unión funcionan como un agente puente, lo que da como resultado una mezcla homogénea. Muchos investigadores, como se indica en la Tabla 1, probaron varios aditivos oxigenados como alcoholes y aditivos etílicos con combustible plástico residual. La combinación de dos aditivos oxigenados con combustible plástico residual no se realizó en motores diesel. La relación de mezcla de aditivos fue adoptada entre 5 y 15% con WPF en muchas de las investigaciones15,16,19,20,22,23. Por tanto, la adición de aditivos se conserva al 10% en volumen, que se considera la proporción óptima. En esta investigación, se añadió una combinación de etanol al 10 % y acetato de etoxi etilo al 10 % con tres proporciones incrementales de combustible plástico residual como combustible cuaternario para evaluar las características de emisión y el rendimiento de un motor diésel monocilíndrico.

En esta investigación, el combustible plástico residual obtenido del proceso de pirólisis se mezcló con diesel en diferentes proporciones de 20%, 30% y 40% en volumen, junto con aditivos oxigenados. El combustible cuaternario denominado WEE, formado por las mezclas de Combustible Plástico Residuos, 10% de etanol y 10% de etoxiacetato de etilo en volumen mezclado con diésel puro. Las mezclas de combustible cuaternario preparadas como WEE20 (60 % diésel + 20 % WPF + 10 % etanol + 10 % acetato de etoxi etilo), WEE30 (50 % diésel + 30 % WPF + 10 % etanol + 10 % acetato de etoxi etilo) y WEE40 (40% diesel + 40% WPF + 10% Etanol + 10% etoxi acetato de etilo).

El estudio del motor podría realizarse con la ayuda de un DIDE monocilíndrico refrigerado por agua con una potencia de 4,2 kW. El motor de prueba comenzó a utilizar la técnica de arranque manual. El motor diésel se conectó a un dinamómetro de corrientes de Foucault para medir su rendimiento. El uso de un dinamómetro puede cargar manualmente el motor desde cero hasta la carga máxima en incrementos que van desde hasta el 100 %, según la potencia generada. El motor de prueba funciona a 1500 rpm con una relación de compresión de 17:1 y funciona en condiciones de prueba estándar. El experimento se llevó a cabo con un tiempo de inyección de 21° bTDC (antes del punto muerto superior) y con una presión de inyección de 210 bar. La contaminación del escape del motor se estudió utilizando un analizador de gases AVL di y un medidor de humo. El programa AVL se utilizó para evaluar la estabilidad del motor y los niveles de contaminación. La configuración del motor de experimentación se muestra en la Fig. 1. Las propiedades del combustible de residuos plásticos, el etanol y el acetato de etoxietilo se tabularon en la Tabla 2. Las propiedades del combustible de WPF tienen varios aspectos vitales similares a los del combustible diesel. Sin embargo, se deben determinar las propiedades de combustión y emisión del combustible preparado, y los detalles de los instrumentos se tabulan en la Tabla 3.

Configuración esquemática del motor.

Se ha llevado a cabo una investigación sobre las características de rendimiento y emisión del combustible plástico residual en un motor diésel. Utilizando diésel como combustible de referencia y mezclas de combustibles cuaternarios compuestas por un 10 % de etanol y un 10 % de acetato de etoxietilo en volumen, mezclados con varias proporciones de 20 %, 30 % y 40 % de WPF, la prueba se llevó a cabo en un motor diesel La evaluación se llevó a cabo en un motor diésel monocilíndrico inalterado que funciona con una carga incremental del 25 % desde el 0 al 100 % de su capacidad máxima. Los hidrocarburos (HC), los óxidos de nitrógeno (NOx), el monóxido de carbono (CO) y el humo se encuentran entre los gases de escape producidos por los motores que se están analizando.

El rendimiento del motor se observó con una eficiencia térmica del freno (Fig. 2) de 27,61 %, 24,12 %, 28,92 %, 26,26 % y 25,45 % a plena carga para las mezclas de combustible diésel, WPF y cuaternario de WPF con aditivos oxigenados. La eficiencia térmica del freno varía de 17,84 a 28,92%, 16,81 a 26,26% y 16,1 a 25,45% en varias cargas con aditivos oxigenados. Cuando se evaluó a carga máxima, el BTE de WEE20 fue aproximadamente un 4,74 % mayor que el del diésel y casi un 20 % más alto que el de WPF. Se han observado mejores resultados de BTE de 22 %, 12 % y 8 % con mezclas cuaternarias WEE20, WEE30 y WEE40 en comparación con combustible plástico residual bajo diversas cargas. La utilización de mezclas de combustibles de plástico de desecho dio como resultado que se lograra un BTE más alto.

Desempeño de la eficiencia térmica del freno en las cargas del motor.

La adición de etanol y acetato de etoxi etilo al combustible plástico residual afectó positivamente la quema de combustible. Un aumento en el contenido de oxígeno debido a la presencia de moléculas de oxígeno en los aditivos puede ser el responsable de esto, lo que resultaría en una combustión más eficiente debido a la presencia de moléculas de oxígeno en los aditivos34. Debido a que se pierde menos energía en el proceso de combustión debido a una temperatura de escape más baja, se puede lograr un mayor rendimiento del motor. El combustible plástico contiene una mayor concentración de compuestos aromáticos, se necesita mucha energía para romper la cadena de polimerización del combustible plástico. Los problemas de inyección de combustible y la mala calidad del rociado también se pueden atribuir a la mayor viscosidad de WPF por su peor eficiencia térmica en diferentes circunstancias de carga en comparación con otros combustibles evaluados3.

El consumo específico de combustible de cada motor es único y varía según la velocidad y la carga del motor. La mayor eficiencia de un motor alternativo se logra solo cuando el motor recibe aire sin estrangular y cuando el motor se mueve cerca de su pico de torsión. La Figura 3 muestra el cambio en el consumo específico de combustible en función de las mezclas ternarias bajo varios escenarios de carga. El consumo específico de combustible se reduce para WEE20 entre un 3,16 % y un 7,77 % en diversas condiciones de carga con diésel. Hubo una reducción considerable en el uso de combustible que va del 14,1 % al 23,8 % en diversas circunstancias de carga en comparación con el WPF. Se obtiene un aumento en la eficiencia mediante el uso de condiciones altamente oxigenadas que requieren menos combustible para proporcionar la misma cantidad de potencia. Más importante aún, el valor calorífico de las mezclas influye en la potencia del motor.

Rendimiento del consumo específico de combustible en cargas del motor.

El combustible plástico de desecho tiene un poder calorífico inferior al diesel puro. Tiene un impacto en el desarrollo de la formación de aerosol de combustible, lo que resulta en una combustión parcial. Esto da como resultado la reducción de la eficiencia térmica y el mayor consumo específico de combustible. Se observó que 275 g/kW-hr, 312 g/kWhr y 322 g/kWhr para las mezclas cuaternarias WEE20, WEE30 y WEE40 respectivamente en comparación con el combustible plástico residual, que registró 361 g/kWhr a carga máxima. Debido al valor calorífico más bajo y la viscosidad más alta de WPF y sus mezclas, el uso de combustible es mayor que el de la operación diésel19. La válvula de calentamiento más baja de los aditivos mixtos resultó en un mayor consumo de combustible para proporcionar la misma cantidad de energía, mayor retraso en el encendido debido al bajo número de cetano y una temperatura de combustión reducida debido a la acción de extinción del etanol18.

La temperatura de los gases de escape en los motores diesel varía significativamente dependiendo de la cantidad de calor liberado en la cámara del motor durante el ciclo de combustión. La temperatura de los gases de escape (EGT) también puede proporcionar una visión general sólida del rendimiento, la relación aire-combustible, el calor de combustión y los niveles de oxígeno disponibles. La temperatura de combustión influye en la EGT, lo que contribuye a un aumento de la temperatura de escape con el aumento de la carga35. La EGT de WPF y mezclas cuaternarias observada fue mayor que la del diesel en todas las condiciones de carga (Fig. 4). WEE20 registró un aumento del 5,3 % en la EGT, y otras mezclas también observaron una temperatura más alta de alrededor del 9 al 10 % con respecto al diesel. WPF muestra una combustión incompleta debido a la mayor viscosidad y menor volatilidad, lo que resulta en una EGT más alta. La EGT más alta se ha observado porque algunos gases experimentan combustión al final de la carrera de expansión36. Las mezclas cuaternarias contienen más contenido de oxígeno, lo que promueve la combustión, lo que da como resultado una mayor EGT en todas las condiciones de carga.

Variación de la temperatura de los gases de escape en las cargas del motor.

Las emisiones de monóxido de carbono se producen principalmente por una disponibilidad inadecuada de oxígeno o un uso deficiente de oxígeno en el proceso de combustión. En comparación con el diesel, las mezclas cuaternarias emiten mucho menos monóxido de carbono en todas las cargas. La Figura 5 muestra que las emisiones de monóxido de carbono caen gradualmente desde la carga más baja hasta la mitad de la carga y luego aumentan hasta alcanzar la carga completa para todas las mezclas presentadas. Las pruebas con cargas máximas encontraron que las emisiones de CO de WEE20 son un 13,41 % menores que las del diesel y aproximadamente un 20,22 % menores que las de WPF. En comparación con el diésel, las mezclas cuaternarias WEE20, WEE30 y WEE40 mostraron reducciones significativas de CO del 13,41 %, 6,21 % y 3,73 %, respectivamente, cuando se varió la carga. Al comparar las mezclas cuaternarias con WPF, se muestra que hay una disminución del 9 % al 23,6 % en las emisiones de dióxido de carbono. Las mezclas cuaternarias tienen una mayor concentración de oxígeno, lo que permite una mayor quema efectiva del combustible. Da como resultado una reducción en las emisiones de CO a medida que se oxidan más partículas de combustible. La adición de alcoholes con índices de cetano bajos aumenta el tiempo de retardo del encendido durante la combustión. Como resultado del efecto del grupo OH, la mayoría de los alcoholes sufren abstracción de H por parte de los radicales OH de la posición del carbono, como se había informado previamente37. Como resultado del tiempo de retardo del encendido, se produce una mayor mezcla de aire y combustible, lo que mejora la combustión y reduce el CO. El aceite plástico de desecho mostró un impacto negativo en las emisiones de monóxido de carbono, cuya mayor viscosidad da como resultado una atomización ineficiente de las mezclas de combustible, lo que en última instancia conduce a un aumento de las emisiones de monóxido de carbono34.

Variación de las emisiones de monóxido de carbono en las cargas del motor.

Las emisiones de hidrocarburos se generan principalmente por la mezcla inadecuada de combustible y partículas de aire dentro del proceso de combustión, así como por la combustión incompleta del propio combustible. Al comparar diésel con mezclas cuaternarias de WEE20, WEE30 y WEE40 (Fig. 6), las emisiones de hidrocarburos disminuyen alrededor de 11,76 a 16,39 %, 4,41 a 8,82 % y 1,47 a 1,72 % en diversas condiciones de carga, respectivamente. Debido a la mayor concentración de oxígeno en las mezclas de combustible y la mezcla adecuada del combustible y las tomas de aire se produce dentro de la cámara de combustión cuando se quema el combustible. Por lo tanto, la cantidad de partículas de combustible quemadas en la cámara de combustión es mayor que la del diésel. Las emisiones de hidrocarburos de WEE20 fueron alrededor de un 16 % menos que las del diésel y un 21,5 % menos de WPF a carga máxima. La baja velocidad del motor y la baja presión de inyección de combustible están presentes durante las condiciones de ralentí, lo que resulta en condiciones de combustión ligeramente ricas requeridas para la estabilidad de la combustión. Cuando se mezcla etanol con diésel, la reducción de áreas parcialmente ricas en combustible por efecto del oxígeno y la mejora de la atomización por la menor viscosidad del combustible inyectado son las principales razones para reducir las emisiones de HC. Mani et al.38 encontraron que la HC era un 15% mayor a carga máxima al comparar el combustible plástico con el diésel. Debido a las combinaciones aromáticas no saturadas en los residuos plásticos, estos tienen un carácter imperecedero, lo que resulta en un aumento de las emisiones de hidrocarburos36. El bajo número de cetano de WPO y sus características de autoignición más bajas contribuyen a mejorar el efecto de extinción en la región de mezcla más pobre del cilindro, lo que a su vez contribuye al aumento de la cantidad de hidrocarburos emitidos.

Variación de las emisiones de hidrocarburos en las cargas del motor.

En los motores diésel, el NOx se produce principalmente a través del mecanismo térmico y, en menor medida, a través del mecanismo rápido. A temperaturas elevadas, el proceso térmico da como resultado un aumento exponencial de los niveles de NOx. Las emisiones de óxido de nitrógeno aumentaron en un 12,06 %, 22,13 % y 35,85 %, respectivamente, cuando se compararon las mezclas cuaternarias WEE20, WEE30 y WEE40 con el combustible diésel en diferentes cargas (Fig. 7). El aumento de las emisiones de NOx de las mezclas cuaternarias se debe principalmente al aumento de la temperatura de combustión de la mezcla de combustible. La finalización de la combustión se produce como resultado del aumento de la concentración de oxígeno en el combustible mixto. Como consecuencia, la temperatura de combustión aumenta, aumentando la cantidad de NOx emitidos. Cuando se agregan compuestos oxigenados al combustible diesel, el combustible se vuelve más oxigenado. Como resultado, la cámara de combustión funcionaba pobre. El combustible oxigenado proporciona el oxígeno adicional necesario para oxidar el nitrógeno. Como consecuencia, las emisiones de NOx del combustible oxigenado aumentan.

Variación de las emisiones de óxido de nitrógeno en las cargas del motor.

Mani et al.38 encontraron que las emisiones de NOx eran un 25% más altas para el combustible plástico que para el diesel a plena carga. Como se muestra en la Fig. 6, los niveles de emisión de NOx de todos los combustibles probados están aumentando. El exceso de concentración de oxígeno tiene el impacto más significativo en la generación de emisiones de NOx en el cilindro. Las cadenas de nitrógeno se rompen y se desintegran cuando se exponen a altas temperaturas. Después de eso, estos enlaces de nitrógeno interactúan con las moléculas de oxígeno atrapadas dentro de la configuración monótona del cilindro. Se encontró que las emisiones del combustible plástico residual eran entre un 12 y un 50 % más que las del diésel. WPF tiene más compuestos de número de carbono, lo que disminuye la disponibilidad de aire excedente, lo que conduce a un aumento de las temperaturas, lo que resulta en un aumento de NOx.

El escape del motor es una indicación visual del proceso de combustión del motor. El humo se produce cuando el combustible se quema de manera ineficiente, lo que da como resultado partículas de carbono sin quemar. El humo se forma en los motores durante la etapa de combustión por difusión. Todas las gotas atomizadas de combustible se dividen en átomos de carbono elementales y posteriormente se oxidan en la zona de combustión. Las emisiones de humo también ocurren en la zona rica en combustión debido a la escasez de aire, una relación carbono-hidrógeno más excelente, una mayor viscosidad del combustible, atomización insuficiente y una acumulación excesiva de combustible dentro de la cámara de combustión. Según la Fig. 8, en comparación con el diésel, la cantidad de humo generado por las mezclas WEE20 y WEE30 disminuye entre un 8 y un 9,38 % y entre un 4,44 y un 7,69 %, respectivamente. WEE40, por otro lado, informó un aumento modesto del 2% en el humo.

Variación de las emisiones de humo en las cargas del motor.

En comparación con el combustible diésel, las mezclas cuaternarias emiten menos humo. Se debe principalmente al impacto sinérgico de un número de cetano más alto y la presencia de oxígeno en las mezclas de combustible. El número de cetano indica la calidad de la ignición: cuanto mayor sea el número de cetano, más inflamable es el combustible. A medida que aumenta el índice de cetano, también mejora la calidad de encendido del combustible. Cuando la calidad de ignición del combustible mejora, el combustible se quema más eficientemente dentro de la cámara de combustión. Como resultado, el motor produce menos partículas de carbono sin quemar. Además, el oxígeno en el combustible ayuda en la combustión del combustible, reduciendo la producción de humo. Ravikumar y Senthilkumar39 encontraron una reducción del 8,6 % al 21,28 % en el humo en el motor revestido que en un motor diésel estándar. En comparación con el diésel, el combustible plástico residual produjo una cantidad de humo entre un 18,8 % y un 39 % mayor. El WPF tiene una proporción más significativa de componentes aromáticos, lo que da como resultado un desarrollo incorrecto de la mezcla de combustible y la producción de rociado, lo que da como resultado una combustión incompleta y una emisión significativa de humo13. Otra razón para la combustión incompleta es que el WPF tiene una mayor viscosidad y es menos volátil12.

Los artículos de plástico son omnipresentes en el entorno laboral y doméstico de los seres humanos. La contaminación plástica tiene el potencial de dañar y contaminar el ecosistema terrestre. Además, el plástico contribuye al calentamiento global. El plástico permanece en el medio ambiente durante un período prolongado, poniendo en peligro a los animales y esparciendo venenos. Cada año, los plásticos matan a millones de animales, desde pájaros hasta seres marinos (Okunola et al.40). Por otro lado, las emisiones de diesel causan cáncer, enfermedades cardiovasculares y respiratorias, contaminación del aire, del agua, del suelo, ensuciamiento, reducción de la visibilidad y cambio climático global. El monóxido de carbono afecta la cantidad de gases de efecto invernadero relacionados con el cambio climático y el calentamiento global. El CO provoca una intoxicación aguda cuando se combina con la hemoglobina para formar carboxihemoglobina (COHB), lo que impide el transporte adecuado de oxígeno desde los pulmones a los tejidos humanos. Como síntoma de la COVID-19, las concentraciones excesivas de CO perjudican el correcto funcionamiento del sistema respiratorio (Adefeso et al.41). Los hidrocarburos son muy dañinos para los humanos. La ingesta de hidrocarburos afecta el sistema inmunológico, los sistemas hepático, respiratorio, reproductivo, circulatorio y renal. Los efluentes humanos contaminados por hidrocarburos también causan cáncer y problemas hormonales que pueden alterar el desarrollo y la reproducción (Srivastava et al.42).

Debido a que el etanol es soluble en agua, biodegradable y se evapora fácilmente, puede brindar algunos beneficios de seguridad en comparación con los combustibles fósiles. El combustible de etanol es la fuente de energía más rentable, ya que se puede producir en casi cualquier país. El etanol es un tipo de combustible derivado del maíz y otras plantas. Hay muchas formas diferentes de etanol, pero la más común es E10, y la proporción de mezcla varía del 10 al 15 % en todo el mundo. Muchos países, como Brasil y los Estados Unidos, permiten el uso de una mezcla de combustible de etanol de alto nivel que contiene entre un 50 y un 85 por ciento de etanol43. Debido a que el etanol se produce fácilmente, es menos costoso que el combustible fósil. Los principales subproductos de la combustión del combustible de etanol son el dióxido de carbono y el agua. En términos de contaminación, el dióxido de carbono emitido tiene poco impacto. La quema de etanol a partir de biomasa como el maíz y la caña de azúcar, por otro lado, se considera "carbono atmosférico neutral". Esto se debe a que cuando la biomasa crece, absorbe CO2, lo que puede compensar el CO2 emitido cuando se quema etanol44.

La economía lineal se centra en la materia prima, el proceso de fabricación y la entrega del producto final. La vida después de la muerte del producto nunca recibió la consideración que merecía. Se ha pasado por alto el estado del producto una vez que ha llegado al final de su vida útil. Los productos de plástico pueden desecharse en vertederos o incinerarse como alternativa al reciclaje. Gong et al.45 y Zhang et al.46 han desarrollado soluciones alternativas para la recuperación de energía de residuos de polímeros en sistemas de evaporación de vapor y almacenamiento electroquímico, que son los métodos ideales para la recuperación de residuos de polímeros.

Una refinería que utiliza plástico reciclado reduce el consumo de petróleo, reduce el gasto de capital en exploración y aumenta las reservas de petróleo. La producción de plástico utiliza alrededor del 8% del petróleo del mundo, y aproximadamente la mitad de ese uso se destina a la creación de monómeros y la otra mitad a la producción de energía. Los tratamientos físicos y químicos deben implementarse ampliamente para que sean comercialmente sostenibles. El enfoque propuesto por Palos et al.47 sugiere establecer una nueva red empresarial de gestión de residuos. La industria petrolera se beneficiaría del compromiso de la red empresarial con el desarrollo sostenible.

Esta investigación se centra en la recuperación de energía de los desechos plásticos y la utilización de etanol de biocultivo para lograr el enfoque de economía circular como combustible potencial para los vehículos de transporte. Debido a la alta densidad energética de los hidrocarburos que se encuentran en el plástico, son excelentes fuentes de combustible. La cantidad de materiales reciclables que se pueden reciclar sin degradar la resistencia es uno de los problemas que enfrenta la economía circular. Cuando se trata de ofrecer una solución rentable al final de su vida útil, la pirólisis y la combustión de plásticos son opciones viables, ya que permiten la producción de bienes de valor agregado y al mismo tiempo reducen el impacto ambiental. Reciclar y reutilizar plástico desechado tiene el potencial de ahorrar y recuperar una gran cantidad de energía. De manera similar, en el período 2020-2021, las importaciones netas de petróleo de la India fueron de 185 Mt a $ 551 mil millones, el programa E20 de mezcla de etanol que funciona puede ahorrarle al gobierno $ 4 mil millones anuales. El etanol también es menos contaminante y más barato que los combustibles fósiles. E20 es una necesidad nacional y una demanda estratégica debido a la abundancia de tierra cultivable, la expansión de la producción de granos y caña de azúcar, y la capacidad de convertir automóviles a combustible mixto de etanol. En los vehículos de dos ruedas la reducción de emisiones de CO fue del 50%, y en los de cuatro ruedas la reducción llegó hasta el 30%. Además, las mezclas de etanol y gasolina reducen las emisiones de hidrocarburos en un 20%48,49.

El objetivo de este estudio es determinar el comportamiento de los residuos plásticos combustibles generados a partir de la pirólisis de HDPE en un motor diésel. Se desarrolló una mezcla de combustible cuaternario de WPF para combatir las emisiones de alto valor de WPF durante el rendimiento del motor diésel. Las mezclas incluían 10 % de etanol y 10 % de etoxiacetato de etilo como aditivo oxigenado para reducir las emisiones nocivas. El resultado de las mezclas WPF da como resultado una mejor economía de combustible de hasta un 20 % mejor que el diésel y una reducción de las emisiones del tubo de escape de alrededor del 13 % de CO y el 16 % de HC en comparación con el combustible fósil. De manera similar, el programa de mezcla de etanol en la India obtendrá numerosos beneficios, incluidos ahorros anuales de 30 000 millones de rupias en divisas, seguridad energética, emisiones de carbono más bajas, mejor calidad del aire, autosuficiencia, uso de granos alimenticios dañados, un aumento en los agricultores ingresos, la creación de nuevos puestos de trabajo y mayores posibilidades de inversión48. El uso de WPF de energía recuperada y aditivos oxigenados es posible para combatir el cambio climático al reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de los motores a través de una mejor eficiencia de combustible, mejorando las necesidades energéticas del país e impulsando la economía48,49.

Los residuos plásticos, que plantean un problema importante en términos de eliminación, pueden convertirse en energía. Este estudio investiga la posibilidad de recuperar energía a partir de residuos plásticos como una opción potencial para cumplir con la economía circular como fuente de combustible. El objetivo de esta investigación es investigar el desempeño del combustible plástico residual creado a partir de la pirólisis de HDPE en un motor diesel. Se desarrolló una mezcla de combustible cuaternario que incluye tres proporciones distintas de WPF para combatir las emisiones de alto valor de WPF durante el funcionamiento del motor diésel. Las mezclas incluían 10 % de etanol y 10 % de etoxiacetato de etilo como aditivo oxigenado para producir mezclas de combustibles cuaternarios. Se hicieron las siguientes observaciones sobre las mezclas de combustibles cuaternarios en motores diesel de un solo cilindro, la eficiencia térmica del freno de WEE20 es 4.74% mayor que el diesel y casi 20% mayor que la de WPF a carga máxima. Se han observado mejores resultados BTE de 22%, 12% y 8% con mezclas cuaternarias con WPF. El consumo específico de combustible se reduce para WEE20 en aproximadamente un 7,77 % con diésel y una reducción considerable en el uso de combustible que va del 14,1 % al 23,8 % en diversas circunstancias de carga en comparación con el WPF. WEE20 registró un aumento del 5,3 % en la EGT, y otras mezclas también observaron una temperatura más alta de alrededor del 9 al 10 % con respecto al diesel. A cargas máximas, las emisiones de CO de WEE20 son un 13,41 % inferiores a las del diésel y un 20,22 % inferiores a las de WPF. Las mezclas cuaternarias WEE20, WEE30 y WEE40 mostraron reducciones significativas de CO de 13,41 %, 6,21 % y 3,73 %, respectivamente. Las emisiones de hidrocarburos de WEE20 se registraron a máxima carga, y fueron aproximadamente un 16% inferiores a las del diésel y un 21,5% inferiores a las de WPF. El hidrocarburo reportado disminuye alrededor de 16.39%, 8.82% y 1.72% con diesel al comparar mezclas cuaternarias. Las emisiones de óxido de nitrógeno aumentaron en un 12,06 %, 22,13 % y 35,85 % en las mezclas cuaternarias WEE20, WEE30 y WEE40, respectivamente, en comparación con el combustible diesel en diferentes cargas. Una disminución en el humo producido por las mezclas WEE20 y WEE30 está entre 8 y 9,38% y 4,44 a 7,69%, respectivamente. De acuerdo con los resultados de esta investigación, el combustible plástico residual tiene el potencial de ser utilizado como una fuente de energía alternativa para calderas, motores industriales, motores marinos e incluso motores diésel de locomotoras. Además, las mezclas de WPF y etanol con energía recuperada ayudarán a satisfacer la demanda de energía, mejorar la calidad del aire, reducir las emisiones de carbono, aumentar los ingresos de los agricultores, crear empleo y ampliar las oportunidades de inversión, contribuyendo así a la economía del país.

Geyer, R., Jambeck, JR & Law, KL Producción, uso y destino de todos los plásticos jamás fabricados. ciencia Adv. 3(7), 25–29. https://doi.org/10.1126/sciadv.1700782 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Singh, RK, Ruj, B., Sadhukhan, AK, Gupta, P. & Tigga, VP Residuos de plástico en aceite pirolítico y su utilización en motores CI: análisis de rendimiento y características de combustión. Combustible 262, 116539. https://doi.org/10.1016/J.FUEL.2019.116539 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Das, AK, Hansdah, D., Mohapatra, AK & Panda, AK Análisis de energía, exergía y emisiones en un motor diésel monocilíndrico DI que utiliza una mezcla diésel de aceite plástico residual pirolítico. J. Instituto de Energía. 93(4), 1624–1633. https://doi.org/10.1016/J.JOEI.2020.01.024 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Mangesh, VL, Padmanabhan, S., Tamizhdurai, P. & Ramesh, A. Investigación experimental para identificar el tipo de aceite de pirólisis de residuos plásticos adecuado para la conversión a combustible para motores diésel. J. Limpia Prod. 246, 119066. https://doi.org/10.1016/J.JCLEPRO.2019.119066 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Chandran, M., Tamilkolundu, S. & Murugesan, C. Estudios de caracterización: aceite plástico residual y sus mezclas. Fuentes de energía Parte A Recuperar Util. Reinar. efectivo 42(3), 281–291. https://doi.org/10.1080/15567036.2019.1587074 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Bukkarapu, KR, Gangadhar, DS, Jyothi, Y. & Kanasani, P. Gestión, conversión y utilización de residuos plásticos como fuente de energía sostenible para el funcionamiento de la automoción: una revisión. Fuentes de energía Parte A Recuperar Util. Reinar. efectivo 40(14), 1681–1692. https://doi.org/10.1080/15567036.2018.1486898 (2018).

Artículo Google Académico

Fayyazbakhsh, A. & Pirouzfar, V. Descripción general completa de los aditivos diésel para reducir las emisiones, mejorar las propiedades del combustible y mejorar el rendimiento del motor. Renovar. Sostener. Energy Rev. 74, 891–901. https://doi.org/10.1016/J.RSER.2017.03.046 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Bridjesh, P., Periyasamy, P., Krishna Chaitanya, AV & Geetha, NK MEA y DEE como aditivos en motores diesel que utilizan mezclas de diesel de aceite plástico residual. Sostener. Reinar. Res. 28(3), 142–147. https://doi.org/10.1016/J.SERJ.2018.01.001 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Sachuthananthan, B., Krupakaran, RL & Balaji, G. Exploración sobre el patrón de comportamiento de un motor diesel DI utilizando nano aditivo de óxido de magnesio con aceite de pirólisis plástica como combustible alternativo. En t. J. Energía Ambiental. 42(6), 701–712. https://doi.org/10.1080/01430750.2018.1563812 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Mangesh, VL, Padmanabhan, S., Tamizhdurai, P., Narayanan, S. y Ramesh, A. Análisis de combustión y emisión de aceite de pirólisis de polipropileno residual hidrogenado mezclado con diesel. J. Material de peligro. 386, 121453. https://doi.org/10.1016/J.JHAZMAT.2019.121453 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Devaraj, J., Robinson, Y. & Ganapathi, P. Investigación experimental de las características de rendimiento, emisión y combustión del aceite de pirólisis de residuos plásticos mezclado con éter dietílico utilizado como combustible para motores diésel. Energía 85, 304–309. https://doi.org/10.1016/J.ENERGY.2015.03.075 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Ananthakumar, S., Jayabal, S. & Thirumal, P. Investigación sobre el rendimiento, las emisiones y las características de combustión de motores de compresión variable alimentados con mezclas de aceite de residuos plásticos y diesel. J. Brasil. Soc. mecánico ciencia Ing. 39(1), 19–28. https://doi.org/10.1007/s40430-016-0518-6 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Kaimal, VK & Vijayabalan, P. Una investigación sobre los efectos del uso del aditivo DEE en un motor diésel DI alimentado con aceite plástico de desecho. Combustible 180, 90–96. https://doi.org/10.1016/J.FUEL.2016.04.030 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Sukjit, E., Liplap, P., Maithomklang, S. & Arjharn, W. Investigación experimental en un motor diesel DI usando aceite plástico de desecho mezclado con combustibles oxigenados. Tecnología SAE. Papilla. 2017, 24–0116. https://doi.org/10.4271/2017-24-0116 (2017).

Artículo Google Académico

Ravi, S. & Karthikeyan, A. Efecto de la adición de propanol en las características de rendimiento y emisiones de un motor diésel de inyección directa alimentado con aceite plástico residual. En t. J. Energía Ambiental. https://doi.org/10.1080/01430750.2019.1670728 (2019).

Artículo Google Académico

Das, AK, Padhi, MR, Hansdah, D. & Panda, AK Optimización de los parámetros del motor y aditivo de combustible de etanol de un motor diésel alimentado con diésel mezclado con aceite plástico residual. Integración de procesos Óptimo Sostener. 4(4), 465–479. https://doi.org/10.1007/s41660-020-00134-7 (2020).

Artículo Google Académico

Yilmaz, N., Atmanli, A. & Vigil, FM Mezclas cuaternarias de diésel, biodiésel, alcoholes superiores y aceite vegetal en un motor de encendido por compresión. Combustible 212, 462–469. https://doi.org/10.1016/J.FUEL.2017.10.050 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Gnanamoorthi, V. & Murugan, M. Efecto de DEE y MEA como aditivos en un motor diésel CRDI alimentado con una mezcla de aceite de plástico residual. Fuentes de energía Parte A Recuperar Util. Reinar. efectivo https://doi.org/10.1080/15567036.2019.1657206 (2019).

Artículo Google Académico

Sudershan, BG, Banapurmath, NR, Kamoji, MA, Rampure, PB & Khandal, SV Investigación experimental de un motor CRDI en términos de rendimiento y emisión bajo el efecto de una estrategia de inyección usando un porcentaje moderado de aceite de pirólisis plástica y sus mezclas con diesel y etanol. Biocombustibles 12(4), 459–473. https://doi.org/10.1080/17597269.2018.1493563 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Gadwal, SB, Banapurmath, NR, Kamoji, MA, Rampure, PB y Khandal, SV Estudios de rendimiento y características de emisión en motores diésel CRDI alimentados con aceite de pirólisis de plástico mezclado con etanol y diésel. En t. J. Sostener. Ing. 12(4), 262–271. https://doi.org/10.1080/19397038.2018.1527863 (2019).

Artículo Google Académico

Selvam, MAJ, Sambandam, P. & Sujeesh, KJ Investigación de las características de rendimiento y emisión de un motor diésel DI de un solo cilindro con mezclas de aceite de pirólisis plástica y éter dietílico. En t. J. Ambiente. Energía. 2, 1–5. https://doi.org/10.1080/01430750.2020.1860127 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Kumar, KV & Puli, RK Un efecto de las mezclas de gasolina de aceite plástico y alcohol en el rendimiento del motor SI y las emisiones de escape. J. Mec. ciencia Tecnología 32(4), 1849–1855. https://doi.org/10.1007/s12206-018-0341-3 (2018).

Artículo Google Académico

Govinda Rao, B., Datta Bharadwaz, Y., Virajitha, C. & Dharma, RV Efecto de los parámetros de inyección en el rendimiento y las características de emisión de un motor diésel de relación de compresión variable con mezclas de aceite plástico: un estudio experimental. Entorno Energético. 29(4), 492–510. https://doi.org/10.1177/0958305X17753208 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Dillikannan, D. et al. Utilización efectiva de aceite plástico de desecho/n-hexanol en un motor diesel DI no modificado todoterreno y evaluación de sus características de rendimiento, emisión y combustión. Fuentes de energía Parte A Recuperar Util. Reinar. efectivo 42(11), 1375–1390. https://doi.org/10.1080/15567036.2019.1604853 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Ning, L. et al. Diseño racional de un evaporador solar bicapa de alto rendimiento mediante el uso de residuos de madera carbonatada porosa derivada del poliéster. Energía Medio Ambiente Mater. https://doi.org/10.1002/eem2.12199 (2021).

Artículo Google Académico

Ning, L. et al. Basura en tesoro: conversión de poliéster residual en copolímero conjugado donador-aceptor intramolecular basado en C3N4 para una fotocatálisis de luz visible eficiente. J. Medio Ambiente. química Ing. 10, 106959. https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.106959 (2022).

Artículo CAS Google Académico

Shanmugam, R., Murugesan, P., Guye, GG y Duraisamy, B. Efecto de los aditivos en la estabilidad de las mezclas de etanol y diésel para la aplicación de motores de combustión interna. Reinar. ciencia contaminar Res. 28(10), 12153–12167. https://doi.org/10.1007/s11356-020-10934-6 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Ganesan, S., Dhanasekaran, R. & Rajesh, KB Efecto de la adición de alcoholes C3, C4 y C5 al diésel junto con la sincronización de la inyección y la dilución de la admisión sobre las características de un motor diésel DI. Combustibles energéticos 34(3), 3305–3315. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.9b04198 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Kim, HY, Ge, JC y Choi, NJ Efectos del etanol-diésel en la combustión y las emisiones de un motor diésel a baja velocidad de ralentí. aplicación ciencia https://doi.org/10.3390/app10124153 (2020).

Artículo Google Académico

Çelebi, Y. & Aydın, H. Una descripción general de los combustibles de alcohol ligero en motores diesel. Combustible 236, 890–911. https://doi.org/10.1016/J.FUEL.2018.08.138 (2019).

Artículo Google Académico

Rao, R., Sharma, A., Nayyar, A. y Kumar, C. Características de rendimiento y emisión de mezclas de acetato de etoxietilo-nitrometano diésel-2 en un motor de CI: un estudio experimental. Tecnología SAE. Papilla. 01, 0347. https://doi.org/10.4271/2020-01-0347 (2020).

Artículo Google Académico

Srinivasan, P. & Devaradjane, G. Investigaciones experimentales sobre el rendimiento y las características de emisión del combustible diesel mezclado con 2-etoxi acetato de etilo y 2-butoxi etanol. Tecnología SAE. Papilla. 01, 1681. https://doi.org/10.4271/2008-01-1681 (2008).

Artículo Google Académico

Deepanraj, B. et al. Estudio de las características de rendimiento y emisión de un motor de encendido por compresión alimentado con mezclas de etoxiacetato de etilo diesel-2. Ingeniería 3, 1132–1136. https://doi.org/10.4236/eng.2011.311141 (2011).

Artículo CAS Google Académico

Kaewbuddee, C. et al. Evaluación de mezclas de residuos plásticos de aceite y biodiesel como combustibles alternativos para motores diesel. Energías https://doi.org/10.3390/en13112823 (2020).

Artículo Google Académico

Musthafa, MM Desarrollo de características de rendimiento y emisiones en motores diésel revestidos alimentados con biodiésel con aditivo potenciador del número de cetano. Energía 134, 234–239. https://doi.org/10.1016/J.ENERGY.2017.06.012 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Panda, AK, Murugan, S. & Singh, RK Características de rendimiento y emisión del combustible diesel producido a partir de aceite plástico residual obtenido por pirólisis catalítica de polipropileno residual. Fuentes de energía Parte A Recuperar Util. Reinar. efectivo 38(4), 568–576. https://doi.org/10.1080/15567036.2013.800924 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Rajesh Kumar, B. & Saravanan, S. Efectos de las mezclas de isobutanol/diésel y n-pentanol/diésel en el rendimiento y las emisiones de un motor diésel DI en modo LTC (combustión a baja temperatura) premezclado. Combustible 170, 49–59. https://doi.org/10.1016/J.FUEL.2015.12.029 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Mani, M., Nagarajan, G. y Sampath, S. Caracterización y efecto del uso de mezclas de combustible diesel y aceite plástico residual en motores de encendido por compresión. Energía 36(1), 212–219. https://doi.org/10.1016/J.ENERGY.2010.10.049 (2011).

Artículo CAS Google Académico

Ravikumar, V. & Senthilkumar, D. Reducción de las emisiones de NOx en un motor diésel de inyección directa recubierto de NiCrAl-óxido de titanio alimentado con biodiésel de rábano (Raphanus sativus). J. Renovar. Sostener. Energía. 5(6), 063121. https://doi.org/10.1063/1.4843915 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Okunola, AA, Kehinde, IO, Oluwaseun, A. & Olufiropo, EA Efectos de la eliminación de desechos plásticos en la salud pública y ambiental: una revisión. J Evaluación de riesgo de toxicol. https://doi.org/10.23937/2572-4061.1510021 (2019).

Artículo Google Académico

Adefeso, IB, Sonibare, JA e Isa, YM Evidencia adicional sobre los impactos ambientales del monóxido de carbono del generador de energía portátil en la calidad del aire interior. Amosa MK ed. Convincente. Ing. 7(1), 1809771. https://doi.org/10.1080/23311916.2020.1809771 (2020).

Artículo Google Académico

Srivastava, M., Srivastava, A., Yadav, A. & Rawat, V. Fuente y control de la contaminación por hidrocarburos, contaminación por hidrocarburos y su efecto en el medio ambiente. Abierto Intech https://doi.org/10.5772/intechopen.86487 (2019).

Artículo Google Académico

Wyman, CE Combustible Etanol. En Cleveland CJBT-E (ed. Ayas, E.) 541–55 (Elsevier, 2004). https://doi.org/10.1016/B0-12-176480-X/00518-0

Capítulo Google Académico

Ayas, N. 21.3 Materiales solventes. En Dincer IBT-CES (ed. Adth, E.) 368–95 (Elsevier, Oxford, 2018). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-809597-3.00226-1

Capítulo Google Académico

Gong, J., Chen, X. & Tang, T. Avances recientes en la carbonización controlada de polímeros (residuos). prog. polim. ciencia 94, 1–32. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2019.04.001 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Zhang, B. et al. Sales fundidas que promueven la "carbonización controlada" de poliésteres residuales en carbono jerárquicamente poroso para la evaporación de vapor solar de alto rendimiento. J.Mater. química A. 7, 22912–22923. https://doi.org/10.1039/C9TA07663H (2019).

Artículo CAS Google Académico

Palos, R. et al. Residuos de refinería: Valorización de residuos plásticos y neumáticos fuera de uso en unidades de refinería. Una revisión. Combustibles energéticos 35(5), 3529–3557. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c03918 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Rakesh Sarwal, Sunil Kumar, Amit Mehta et al. Hoja de ruta para la mezcla de etanol en India 2020-25, NITI Aayog, ISBN: 978-81-949510-9-4 (2021).

Kumar, G. Programa de mezcla de etanol en India: una evaluación económica. Fuentes de energía Parte B 16(4), 371–386. https://doi.org/10.1080/15567249.2021.1923865 (2021).

Artículo Google Académico

Descargar referencias

Escuela de Mecánica y Construcción, Vel Tech Rangarajan Dr. Sagunthala R&D Institute of Science and Technology, Chennai, Tamil Nadu, 600 062, India

Sambandam Padmanabhan

Departamento de Ingeniería Mecánica, Facultad de Ingeniería de Easwari, Chennai, Tamil Nadu, 600 089, India

K. Giridharan

Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad Anna, Campus Regional Madurai, Madurai, Tamil Nadu, 625 019, India

Balasubramaniam Stalin

Centro para el Descubrimiento y Desarrollo de Medicamentos, Instituto Sathyabama de Ciencia y Tecnología, Chennai, Tamil Nadu, India

Subramanian Kumaran

Departamento de Ingeniería Mecánica, Academia Karpagam de Educación Superior, Coimbatore, Tamil Nadu, 641 021, India

V. Kavimani

Departamento de Ingeniería Mecánica, Facultad de Ingeniería y Tecnología ULTRA, Madurai, Tamil Nadu, 625 104, India

N. Nagaprasad

Centro para la Excelencia-Conocimiento Indígena, Transferencia de Tecnología Innovadora y Emprendimiento, Universidad Dambi Dollo, Dambi Dollo, Etiopía

Leta Tesfaye Jule y Ramaswamy Krishnaraj

Departamento de Física, Facultad de Ciencias Naturales y Computacionales, Universidad Dambi Dollo, Dambi Dollo, Etiopía

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Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Dambi Dollo, Dambi Dollo, Etiopía

Ramaswamy Krishnaraj

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Conceptualización, PS; Curación de datos, PS y GK; Análisis formal, LTJ, NN, KS, SB, KV y GK; Investigación, PD; Metodología, PS; GK y SB; Administración de proyectos, PS; Recursos, PS, GK y SB; software, PS; Supervisión, LTJ; Validación, SB y KR; Visualización, PS y GK; Redacción: borrador original, PS, GK, KV; Visualización, edición y reescritura de datos, PS

Correspondencia a Ramaswamy Krishnaraj.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Padmanabhan, S., Giridharan, K., Stalin, B. et al. Valorización energética de residuos plásticos en combustible diésel con etanol y aditivos de etoxiacetato de etilo en la estrategia de economía circular. Informe científico 12, 5330 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-09148-2

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Recibido: 24 diciembre 2021

Aceptado: 09 de marzo de 2022

Publicado: 29 de marzo de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-09148-2

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