ETD

• combustibile gassoso
• electric power
• emissioni di gas serra
• energia elettrica
• filiera corta
• gaseous fuel
• GHG emissions
• modellazione dell’impianto
• pirolisi termica
• plant modelling
• plastic wastes
• rifiuti plastici
• short supply-chain
• thermal pyrolysis

Plastic waste management represents one of the major environmental challenges, making the development of alternative treatments to conventional disposal techniques necessary. Among thermochemical processes, pyrolysis emerges as a promising option, exploiting high temperatures under inert conditions to convert plastic waste into value-added co-products. This doctoral thesis develops, through experimental investigation and process modelling, a two-stage pyrolysis process applied to industrial plastic wastes for the production of liquid and gaseous fuels that can be classified as Recycled Carbon Fuels (RCFs) according to the Renewable Energy Directive. The research was structured in three main phases. The experimental phase demonstrated the robustness of the process when applied to different heterogeneous wastes, producing fractions with high calorific value. The subsequent industrial-scale modelling highlighted how process configuration and solid fraction management significantly influence environmental and economic performance, enabling emission savings of up to 87%. Finally, the study of iron pre-impregnation showed the possibility of reducing char formation and valorising the solid residue. Overall, the results indicate pyrolysis as a sustainable solution for the production of RCFs from plastic waste.

La gestione dei rifiuti plastici rappresenta una delle principali sfide ambientali, rendendo necessario lo sviluppo di trattamenti alternativi alle tecniche tradizionali. Tra i processi termochimici emerge la pirolisi, che sfrutta alte temperature in ambiente inerte per convertire i rifiuti plastici in co-prodotti a valore aggiunto. Questa tesi di dottorato sviluppa, mediante attività sperimentali e di modellazione, un processo di pirolisi a doppio stadio applicato a rifiuti plastici industriali per la produzione di combustibili liquidi e gassosi classificabili come Recycled Carbon Fuels (RCFs) secondo la Renewable Energy Directive. Il lavoro si è articolato in tre fasi principali. La fase sperimentale ha dimostrato la robustezza del processo su diversi rifiuti eterogenei, producendo frazioni ad alto potere calorifico. La successiva modellazione su scala industriale ha evidenziato come configurazione di processo e gestione della frazione solida influenzino le prestazioni ambientali ed economiche, consentendo risparmi di emissioni fino all’87%. Infine, lo studio della pre-impregnazione con ferro ha mostrato la possibilità di ridurre la formazione di char e valorizzare il residuo solido. Nel complesso, i risultati indicano la pirolisi come soluzione sostenibile per la produzione di RCF da rifiuti plastici.La gestione dei rifiuti plastici rappresenta una delle principali sfide ambientali, rendendo necessario lo sviluppo di trattamenti alternativi alle tecniche tradizionali. Tra i processi termochimici emerge la pirolisi, che sfrutta alte temperature in ambiente inerte per convertire i rifiuti plastici in co-prodotti a valore aggiunto. Questa tesi di dottorato sviluppa, mediante attività sperimentali e di modellazione, un processo di pirolisi a doppio stadio applicato a rifiuti plastici industriali per la produzione di combustibili liquidi e gassosi classificabili come Recycled Carbon Fuels (RCFs) secondo la Renewable Energy Directive. Il lavoro si è articolato in tre fasi principali. La fase sperimentale ha dimostrato la robustezza del processo su diversi rifiuti eterogenei, producendo frazioni ad alto potere calorifico. La successiva modellazione su scala industriale ha evidenziato come configurazione di processo e gestione della frazione solida influenzino le prestazioni ambientali ed economiche, consentendo risparmi di emissioni fino all’87%. Infine, lo studio della pre-impregnazione con ferro ha mostrato la possibilità di ridurre la formazione di char e valorizzare il residuo solido. Nel complesso, i risultati indicano la pirolisi come soluzione sostenibile per la produzione di RCF da rifiuti plastici.