• biomass
• biomassa
• pirolisi termica
• plastic waste
• rifiuti plastici
• steam reforming
• thermal pyrolysis

Il presente lavoro di tesi ha riguardato lo sviluppo di un processo di co-pirolisi in doppio stadio per la valorizzazione di plastiche di scarto e biomassa, finalizzato alla produzione di syngas idoneo alla sintesi del metanolo.
Nella prima fase della sperimentazione è stato indagato il comportamento del singolo stadio termico, evidenziando l'assenza di effetti sinergici e antagonisti tra le alimentazioni impiegate. Nella seconda fase è stato introdotto un secondo stadio di steam reforming, impiegando due catalizzatori a base di nichel preparati in laboratorio: uno supportato su allumina, uno supportato su zeolite ZSM-5. Quest'ultimo ha mostrato le migliori prestazioni, portando a una produzione di 9.7 g di idrogeno su 100 g di alimentazione, costituita da una miscela 1:1 di rifiuti plastici e biomassa lignocellulosica.
I dati sperimentali raccolti sono stati impiegati per sviluppare un processo di produzione di metanolo a partire da rifiuti. I bilanci materiali ed energetici sono stati svolti implementando una simulazione dell'impianto in UniSim© Design R491. Il processo sviluppato permette la produzione di 706 kg/h di metanolo (99.8\% mol) a partire da 1000 kg/h di rifiuti, con una efficienza energetica del 48.9%. In conclusione, è stata effettuata una analisi delle emissioni di biossido di carbonio in accordo con la Direttiva Europea 2023/2413 (RED III), che ha evidenziato risparmi fino all'81.0% delle emissioni rispetto alla fonte fossile di riferimento.

This thesis focused on the development of a two-stage co-pyrolysis process for the valorisation of waste plastics and biomass, aimed at producing syngas suitable for methanol synthesis.
In the first phase of the experimental campaign, the behaviour of the single thermal stage was investigated, highlighting the absence of synergistic or antagonistic effects between the feedstocks used. In the second phase, a steam reforming stage was introduced, employing two laboratory-prepared nickel-based catalysts: one supported on alumina, and the other on ZSM-5 zeolite. The latter showed the best performance, leading to a hydrogen production of 9.7 g per 100 g of feedstock, consisting of a 1:1 blend of plastic waste and lignocellulosic biomass.
The experimental data were used to develop a methanol production process from waste materials. Mass and energy balances were carried out through a simulation of the plant implemented in UniSim© Design R491. The developed process enables the production of 706 kg/h of methanol (99.8 mol%) from 1000 kg/h of waste, achieving an energy efficiency of 48.9%.
Finally, a carbon dioxide emissions analysis was conducted in accordance with European Directive 2023/2413 (RED III), revealing potential savings of up to 81.0% compared to the conventional fossil-based reference.