DETERMINATION DES PARAMETRES DE TRANSFERT DE MATIERE DANS UNE COLONNE A GARNISSAGE FONCTIONNANT SOUS PRESSION ELEVEE. CAS DES ECOULEMENTS DISPERSIF PDF Download
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CETTE ETUDE A POUR BUT LA DETERMINATION DES PARAMETRES DE TRANSFERT DE MATIERE, LORS DE L'ABSORPTION GAZ-LIQUIDE DANS UNE COLONNE A GARNISSAGE, EN FONCTION DE LA PRESSION DANS LE DOMAINE DE 1 A 13.10#5PA. UNE ETUDE PREALABLE DE L'HYDRODYNAMIQUE A ETE REALISEE AFIN DE CARACTERISER L'ECOULEMENT DU GAZ ET CELUI DU LIQUIDE EN FONCTION DE LA PRESSION OPERATOIRE. LA METHODE DE DISTRIBUTION DES TEMPS DE SEJOUR (DTS) A MONTRE QUE L'ECOULEMENT DES FLUIDES N'EST PAS DE TYPE PISTON PARFAIT MAIS PLUTOT UN ECOULEMENT PISTON AVEC DISPERSION AXIALE. CONTRAIREMENT A L'ECOULEMENT DU LIQUIDE, UN EFFET DE LA PRESSION SUR L'ECOULEMENT DU GAZ A ETE OBSERVE. LE COEFFICIENT DE DISPERSION AXIALE DU GAZ EST UNE FONCTION CROISSANTE DE LA PRESSION. L'IDENTIFICATION DES ECOULEMENTS AINSI FAITE, A PERMIS LA MODELISATION DE LA COLONNE A GARNISSAGE LORS DE L'ABSORPTION GAZ-LIQUIDE SOUS PRESSION ELEVEE. LES EQUATIONS DE BASE DONNANT LE PROFIL HYDRODYNAMIQUE DES DEUX FILMS GAZ ET LIQUIDE SONT COMPLETEES PAR LES TERMES TRADUISANT LE TRANSFERT DE MATIERE SUIVIE D'UNE REACTION CHIMIQUE IRREVERSIBLE EN PHASE LIQUIDE. LA RESOLUTION NUMERIQUE DU SYSTEME D'EQUATIONS AINSI OBTENU, A PERMIS L'ETUDE DE L'INFLUENCE DE LA PRESSION SUR L'AIRE INTERFACIALE LORS DE L'ABSORPTION CHIMIQUE DU DIOXYDE DE CARBONE PAR UNE SOLUTION DE SOUDE EN REGIME RAPIDE. L'ABSORPTION PHYSIQUE DU DIOXYDE DE CARBONE PAR L'EAU DE VILLE A MONTRE QUE LE COEFFICIENT DE TRANSFERT DE MATIERE COTE LIQUIDE AUGMENTE AVEC LA PRESSION OPERATOIRE.
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CETTE ETUDE A POUR BUT LA DETERMINATION DES PARAMETRES DE TRANSFERT DE MATIERE, LORS DE L'ABSORPTION GAZ-LIQUIDE DANS UNE COLONNE A GARNISSAGE, EN FONCTION DE LA PRESSION DANS LE DOMAINE DE 1 A 13.10#5PA. UNE ETUDE PREALABLE DE L'HYDRODYNAMIQUE A ETE REALISEE AFIN DE CARACTERISER L'ECOULEMENT DU GAZ ET CELUI DU LIQUIDE EN FONCTION DE LA PRESSION OPERATOIRE. LA METHODE DE DISTRIBUTION DES TEMPS DE SEJOUR (DTS) A MONTRE QUE L'ECOULEMENT DES FLUIDES N'EST PAS DE TYPE PISTON PARFAIT MAIS PLUTOT UN ECOULEMENT PISTON AVEC DISPERSION AXIALE. CONTRAIREMENT A L'ECOULEMENT DU LIQUIDE, UN EFFET DE LA PRESSION SUR L'ECOULEMENT DU GAZ A ETE OBSERVE. LE COEFFICIENT DE DISPERSION AXIALE DU GAZ EST UNE FONCTION CROISSANTE DE LA PRESSION. L'IDENTIFICATION DES ECOULEMENTS AINSI FAITE, A PERMIS LA MODELISATION DE LA COLONNE A GARNISSAGE LORS DE L'ABSORPTION GAZ-LIQUIDE SOUS PRESSION ELEVEE. LES EQUATIONS DE BASE DONNANT LE PROFIL HYDRODYNAMIQUE DES DEUX FILMS GAZ ET LIQUIDE SONT COMPLETEES PAR LES TERMES TRADUISANT LE TRANSFERT DE MATIERE SUIVIE D'UNE REACTION CHIMIQUE IRREVERSIBLE EN PHASE LIQUIDE. LA RESOLUTION NUMERIQUE DU SYSTEME D'EQUATIONS AINSI OBTENU, A PERMIS L'ETUDE DE L'INFLUENCE DE LA PRESSION SUR L'AIRE INTERFACIALE LORS DE L'ABSORPTION CHIMIQUE DU DIOXYDE DE CARBONE PAR UNE SOLUTION DE SOUDE EN REGIME RAPIDE. L'ABSORPTION PHYSIQUE DU DIOXYDE DE CARBONE PAR L'EAU DE VILLE A MONTRE QUE LE COEFFICIENT DE TRANSFERT DE MATIERE COTE LIQUIDE AUGMENTE AVEC LA PRESSION OPERATOIRE.
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LE PRESENT TRAVAIL A POUR BUT PRINCIPAL L'ETUDE DU TRANSFERT DE MATIERE EN FONCTION DE LA PRESSION DANS LE DOMAINE DE 1 A 12 10#5PA. SI DE NOMBREUX TRAVAUX RAPPORTES DANS LA LITTERATURE SONT CONSACRES A L'ABSORPTION DES SYSTEMES GAZ-LIQUIDE AVEC REACTION CHIMIQUE A PRESSION ATMOSPHERIQUE, LES TRAVAUX CONCERNANT L'INFLUENCE DE LA PRESSION SONT TRES RARES ET DANS CERTAINS CAS INEXISTANTS. PAR LA METHODE D'ABSORPTION GAZ-LIQUIDE AVEC REACTION CHIMIQUE NOUS AVONS DETERMINE L'INFLUENCE DE LA PRESSION SUR L'AIRE INTERFACIALE A ET SUR LE COEFFICIENT DE TRANSFERT DE MATIERE K#LA DANS UNE COLONNE A GARNISSAGE EN VRAC FONCTIONNANT A CONTRE-COURANT. NOUS AVONS AUSSI ETUDIE L'INFLUENCE DU SYSTEME GAZ-LIQUIDE SUR L'AIRE INTERFACIALE, POLEMIQUE REGULIEREMENT ENTRETENUE DANS LA LITTERATURE. LES ETUDES CINETIQUES DES SYSTEMES CHIMIQUES: CO#2/NA#2CO#3-NAHCO#3, O#2/NA#2SO#3 ET O#2/CUCL ONT ETE EFFECTUEES DANS UNE COLONNE A BULLES GAZOSIPHON A SURFACE D'ECHANGE GAZ-LIQUIDE CONNUE. CETTE SURFACE A ETE DETERMINEE PAR UNE METHODE PHOTOGRAPHIQUE. EN CONCLUSION NOS RESULTATS OBTENUS SUR UNE COLONNE A GARNISSAGE MONTRENT QUE A DIMINUE QUAND LA PRESSION AUGMENTE ET QUE K#L EST PEU INFLUENCE PAR LA PRESSION. LES DIFFERENCES CONSTATEES QUAND ON CHANGE DE SYSTEME CHIMIQUE NE PEUVENT S'EXPLIQUER QUE PAR LES PROPRIETES PHYSIQUES DES SYSTEMES
Author: Dong Pyo Ju Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 104
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DETERMINATION DES COEFFICIENTS DE TRANSFERT DE MATIERE AU MOYEN D'UNE COLONNE DE LABORATOIRE, A PARTIR DES PROFILS DE TEMPERATURE ET DE COMPOSITION DES DEUX PHASES. ON EN DEDUIT L'INFLUENCE DES DEBITS ET DE LA GEOMETRIE DU GARNISSAGE SUR LES PARAMETRES CARACTERISTIQUES DU TRANSFERT DE MATIERE. CES DONNEES SONT ENSUITE INTRODUITES DANS LE MODELE DE LA COLONNE, ET PAR COMPARAISON ENTRE LES PROFILS DE CONCENTRATION CALCULES ET CEUX OBTENUS SUR UNE COLONNE A GARNISSAGE IL EN EST DEDUIT L'ADEQUATION DU MODELE
Author: André Laurent Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 558
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SYSTEMATIQUE ORIGINALE DE DETERMINATION DE LA CINETIQUE GLOBALE ET DES CONSTANTES PHYSICOCHIMIQUES, APPLIQUEE AVEC SUCCES AU SYSTEME D'OXYDATION DES SULFITES DANS DES MODELES EXPERIMENTAUX DE LABORATOIRE. ETUDE EXPERIMENTALE DE L'AIRE INTERFACIALE ET DES COEFFICIENTS DE TRANSFERT DE MATIERE DANS UNE COLONNE A GARNISSAGE A CONTRE COURANT ARROSEE. METHODE ORIGINALE DE SIMULATION DES PERFORMANCES D'UNE COLONNE A GARNISSAGE A L'AIDE D'UN MODELE EXPERIMENTAL DE LABORATOIRE; DEFINITION DES PARAMETRES DU MODELE ET APPLICATION A LA PREVISION DU TRANSFERT DE MATIERE
Author: Michel Perrut Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 95
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Nous avons consacré la première partie de ce travail à l'étude de l'hydrodynamique en régime permanent avec de nombreux couples de liquides ne présentant pas de transfert de matière afin de déterminer l'influence des propriétés physiques des fluides en présence et des caractéristiques de la colonne sur la taille des gouttes, le taux de rétention de la phase dispersée et les débits admissibles. Dans une seconde partie, nous avons étudié la réponse de l'appareil à un certain nombre de perturbations des débits afin de concevoir une régulation automatique du lit dense. La troisième partie prend en compte des résultats obtenus en présence de transfert de matière : nous avons déterminé le domaine d'existence du lite dense en présence de transfert de matière pour plusieurs systèmes ternaires ; nous avons également évalué les paramètres déterminant l'efficacité de la colonne : transfert de matière proprement dit (aire interfaciale, coefficient de transfert de matière) et dispersion axiale. Tous ces résultats ayant été obtenus sur des colonnes de faible diamètre, nous avons mesuré l'efficacité de colonnes de plus grands diamètres à l'aide d'une méthode impulsionnelle dont la validité à été vérifiée sur une petite colonne. Nous avons ainsi pu déterminer la variation de l'efficacité et de la dispersion axiale en fonction du diamètre dans la quatrième partie. Reprenant un modèle fondé sur les sillages de phase continue transportés par les gouttes, nous avons donné, dans la cinquième partie, une interprétation du modèle de l'écoulement piston avec dispersion axiale utilisé pour dépouiller nos résultats relatifs au transfert de matière. Dans une sixième partie, nous présentons une procédure de calcul d'extrapolation permettant de déterminer les dimensions optimales d'une colonne industrielle fonctionnant en lit dense en transfert de matière ou de chaleur. Nous recommandons, en conclusion, l'utilisation du lit dense pour des extractions mettant en jeu de grands débits de fluides et de faibles flux de transfert (publications, lavages...).
Author: Cyprien Soulaine Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 0
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Une colonne de séparation d'air réalise un écoulement liquide-gaz à contre courant dans une structure complexe, le garnissage. Au sein de ce garnissage, l'écoulement du liquide est du type film drainé par gravité, alors que l'écoulement du gaz est turbulent. La fonction de ces contacteurs est de développer une surface d'échange interfaciale aussi grande que possible pour favoriser le transfert d'un composé chimique de la phase liquide vers la phase vapeur (et inversement) tout en offrant des pertes de charge raisonnables. Ces dispositifs sont constitués par l'assemblage de plaques métalliques ondulées, avec ou sans perforations, où deux plaques adjacentes sont respectivement inclinées d'un angle et son opposé par rapport à l'axe de la colonne. Ce type de contacteur peut être considéré comme un milieu poreux bi-structuré avec un taux de porosité élevé. Les écoulements peuvent être décrits à deux échelles : une échelle du pore et une échelle macroscopique. A cause de cette double structuration, la modélisation macroscopique des écoulements dans ce type de structure reste un problème difficile. En particulier, les mécanismes macroscopiques qui entraînent l'étalement d'un jet dans les garnissages sont incompris. Par ailleurs, une difficulté de modélisation supplémentaire est due aux effets liés à la turbulence. Au cours de cette thèse, nous avons développé, à partir d'une méthode de changement d'échelle, un modèle complet pour simuler les écoulements et le transfert de matière dans les colonnes équipées de garnissages structurés. Notre étude se focalise sur les trois points suivants. Premièrement, nous avons obtenu, à l'aide d'une prise de moyenne volumique, une loi de Darcy-Forchheimer qui inclue les effets de la turbulence. Ensuite, pour modéliser la dispersion radiale du liquide dans la colonne, nous avons trouvé pratique de séparer la phase liquide en deux films distincts, qui s'écoulent sur chaque plaque ondulée selon des directions préférentielles différentes. Ces phases fictives ne sont pas indépendantes puisque de la matière peut passer de l'une à l'autre au niveau des points de contact entre les feuilles ondulées. Finalement, nous avons proposé un modèle macroscopique pour simuler le transport d'espèces chimiques dans un système diphasique, multiconstituants. Tous les paramètres effectifs qui apparaissent dans ce modèle sont évalués à partir de solutions analytiques ou numériques de l'écoulement à la petite échelle. Les résultats de simulation ont été comparés avec succès à des mesures expérimentales obtenues en laboratoire ou sur pilote industriel.
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Les colonnes à garnissage sont fréquemment utilisées industriellement dans l'industrie chimique et plus particulièrement pour les absorptions gaz-liquide avec ou sans réaction chimique [...]. Les différents types de modèles utilisés dans la littérature sont présentés au chapitre I. Le chapitre II présente les méthodes classiques d'obtention de la D.T.S. et les résultats de la littérature sur la dispersion axiale dans la phase gazeuse des colonnes à garnissage arrosé à contre-courant. Le chapitre III décrit le montage expérimental qui a servi à réaliser la présente étude, tandis que l'analyse des modèles théoriques que nous avons utilisés est effectuée au chapitre IV. Nous rapportons au chapitre V les méthodes d'optimisation des paramètres des modèles, qui nous ont permis d'obtenir des résultats expérimentaux du chapitre VI, résultats discutés au chapitre VII. Enfin, le chapitre VIII constitue une application des théories de Miyauchi et Coll. et Stemerding et Coll. à une absorption physique de CO2 par l'eau, compte tenu de nos résultats expérimentaux de D.T.S. : nous déterminons ainsi l'influence de la dispersion dans les deux phases sur le rendement de l'extraction.
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Le premier chapitre comporte la descritpion du matériel, les propriétés des fluides et les caractéristiques des colonnes, de même que la description du phénomène expérimental. Les techniques de mesures seront présentées au fur et à mesure des chapitres. Le deuxième chapitre est consacré à l'hydrodynamique : perte de charge en écoulement monophasique, différence de pression et rétention en écoulement diphasique. Après l'examen des différents modèles et corrélations, on présente un modèle de filets (pore stratifié sans interaction) pour prévoir ces quantités. La troisième partie traite de la distribution des temps de séjour dans chaque phase. Après la revue des modèles déjà étudiés, on examine un modèle statistique représentant bien les courbes expérimentales obtenues pour la phase dispersée et permettant de calculer, non seulement la rétention totale mais également la rétention stationnaire. Ce modèle présente en outre l'avantage d'utiliser des paramètres ayant une signification physique. L'étude du transfert de matière dans la dernière partie consacrée aux mesures de l'efficacité et au calcul du coefficient de transfert. On y présente un modèle, utilisant pour le mélange axial de la phase dispersée le modèle statistique et applicable aux écoulements à co-courant et à contre-courant. Dans toute l'étude, la rétention stationnaire que l'on peut observer expérimentalement représente un paramètre important et intervient dans les trois modèles proposés : modèle du por stratifié pour l'hydrodynamqiue, modèle statistique pour le mélange axial de la phase dispersée et modèle permettant le calcul du coefficient de transfert.
Author: Albert Zimmermann (Chimiste) Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 314
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LE FONCTIONNEMENT D'UNE COLONNE D'EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE EST ESSENTIELLEMENT CARACTERISE PAR L'HYDRODYNAMIQUE, LE TRANSFERT DE MATIERE MULTICONSTITUANT ET L'EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE. POUR LA SIMULATION ET LA CONCEPTION D'UN PROCEDE D'EXTRACTION DIFFERENTES APPROCHES ONT ETE POURSUIVIES, CHACUNE D'ELLES PRIVILEGIANT AU NIVEAU DU MODELE L'UN DE CES TROIS ASPECTS. L'OBJECTIF DU TRAVAIL EST DE PROPOSER UN MODELE QUI COUPLE LA DESCRIPTION DETAILLEE DE L'HYDRODYNAMIQUE ET DU TRANSFERT DE MATIERE MULTICONSTITUANT. L'APPROCHE CHOISIE REPOSE SUR LE CONCEPT D'ETAGE DIT DE NON-EQUILIBRE. DES FACTEURS EMPIRIQUES TELS QUE L'EFFICACITE D'ETAGE, INTRODUITS DANS LA LITTERATURE POUR TENTER DE PALLIER LES DEFICIENCES DES MODELES D'ETAGES THEORIQUES, SONT ENTIEREMENT SUPPRIMES. L'INTERPHASE EST REPRESENTEE PAR UN MODELE DE DOUBLE FILM, DANS LEQUEL L'EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE EST ADMIS. LES FLUX DE TRANSFERT DE TOUS LES CONSTITUANTS SONT DECRITS EN NE FAISANT INTERVENIR QUE DES PARAMETRES BINAIRES LOCAUX. SUR LE PLAN HYDRODYNAMIQUE, UN MODELE DE POPULATION DE GOUTTES A ETE ADOPTE AFIN DE PRENDRE EN COMPTE LE CARACTERE POLYDISPERSE DE LA PHASE DISPERSEE. AINSI, LE MODELE REPOSE EXPLICITEMENT SUR LES MECANISMES FONDAMENTAUX DE TRANSPORT, DE RUPTURE ET DE COALESCENCE DES GOUTTES. LA COLONNE EST REPRESENTEE PAR UNE SEQUENCE D'ETAGES AVEC DEBITS DE RETOUR PERMETTANT DE REPRESENTER UN ECOULEMENT DE TYPE PISTON-DISPERSION POUR LES DEUX PHASES. SUR CHAQUE ETAGE, LES EQUATIONS DE BILAN MATIERE, DE FLUX DE TRANSFERT ET D'EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE SONT ETABLIES. LA COMPARAISON AVEC DES DONNEES EXPERIMENTALES MONTRE QUE LE MODELE EST CAPABLE DE PREDIRE AVEC PRECISION LE FONCTIONNEMENT D'UNE COLONNE D'EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE. BIEN QUE L'ECRITURE DU MODELE SOIT TRES CENTREE SUR DES TRANSFERTS LIQUIDE-LIQUIDE, LA GENERALISATION A TOUT PROBLEME DIPHASIQUE PARAIT POSSIBLE
Author: KARIM.. KAFOUFI
Author: KARIM.. KAFOUFI
Author: BELKACEM.. BANADDA
Author: Dong Pyo Ju
Author: André Laurent
Author: Michel Perrut
Author: Cyprien Soulaine
Author: Maurice Delaloye
Author: Noe͏̈l Midoux
Author: Jean-Pierre Reynier
Author: Albert Zimmermann (Chimiste)