Étude des transferts de matière dans un réacteur triphasique gaz-liquide-solide, d'investigation cinétique (réacteur Robinson-Mahoney) PDF Download
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Book Description
Les procédés triphasiques gaz-liquide-solide sont largement utilisés pour les réactions d'hydrotraitement. Le développement de tels procédés impose une modélisation aussi précise que possible afin de limiter les expériences pilotes longues et coûteuses. Cette modélisation nécessite une connaissance approfondie de la cinétique des réactions. Elle requiert donc l'utilisation de réacteurs de laboratoire dédiés à l'investigation cinétique tel que le réacteur Robinson-Mahoney. Ce dernier a été conçu pour offrir un bon contact entre les phases gaz et liquide d'une part et les phases solide et liquide d'autre part. Si ce réacteur présente certains avantages pour les études cinétiques (réacteur parfaitement agité), nous ne connaissons pas le domaine de conditions expérimentales pour lequel le réacteur fonctionne effectivement en régime chimique. Ce travail a pour objet l'étude des transferts de matière gaz-liquide et solide-liquide dans le réacteur Robinson-Mahoney. Nous avons sélectionné les méthodes d'absorption de gaz et de dissolution de solide pour mesurer le coefficient de transfert de matière gaz-liquide, kLaL, et le coefficient de transfert de matière solide-liquide, kS, respectivement. Pour chaque coefficient nous avons étudié l'influence de plusieurs paramètres tels que la vitesse d'agitation ainsi que les propriétés du liquide. Dans le cas du transfert solide-liquide, nous nous sommes intéressés à la relation entre kS et la vitesse du liquide. Enfin, nous avons proposé une corrélation pour l'estimation de kLaL et kS.
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Les procédés triphasiques gaz-liquide-solide sont largement utilisés pour les réactions d'hydrotraitement. Le développement de tels procédés impose une modélisation aussi précise que possible afin de limiter les expériences pilotes longues et coûteuses. Cette modélisation nécessite une connaissance approfondie de la cinétique des réactions. Elle requiert donc l'utilisation de réacteurs de laboratoire dédiés à l'investigation cinétique tel que le réacteur Robinson-Mahoney. Ce dernier a été conçu pour offrir un bon contact entre les phases gaz et liquide d'une part et les phases solide et liquide d'autre part. Si ce réacteur présente certains avantages pour les études cinétiques (réacteur parfaitement agité), nous ne connaissons pas le domaine de conditions expérimentales pour lequel le réacteur fonctionne effectivement en régime chimique. Ce travail a pour objet l'étude des transferts de matière gaz-liquide et solide-liquide dans le réacteur Robinson-Mahoney. Nous avons sélectionné les méthodes d'absorption de gaz et de dissolution de solide pour mesurer le coefficient de transfert de matière gaz-liquide, kLaL, et le coefficient de transfert de matière solide-liquide, kS, respectivement. Pour chaque coefficient nous avons étudié l'influence de plusieurs paramètres tels que la vitesse d'agitation ainsi que les propriétés du liquide. Dans le cas du transfert solide-liquide, nous nous sommes intéressés à la relation entre kS et la vitesse du liquide. Enfin, nous avons proposé une corrélation pour l'estimation de kLaL et kS.
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LE PRESENT TRAVAIL CONCERNE UNE ETUDE EXPERIMENTALE DE L'HYDRODYNAMIQUE ET DU TRANSFERT DE MATIERE LIQUIDE/SOLIDE A LA PAROI D'UN REACTEUR A LIT FIXE PAR DEUX APPROCHES COMPLEMENTAIRES: L'APPROCHE GLOBALE A L'ECHELLE MACROSCOPIQUE ET L'APPROCHE LOCALE A L'ECHELLE MICROSCOPIQUE. LA METHODE POLAROGRAPHIQUE, FONDEE SUR LA MESURE DU COURANT LIMITE DE DIFFUSION D'UNE SUBSTANCE ELECTROACTIVE PRESENTE EN FAIBLE QUANTITE AU SEIN DE LA SOLUTION LIQUIDE, A ETE UTILISEE. DEUX CONFIGURATIONS D'ECOULEMENT ONT ETE CONSIDEREES: L'ECOULEMENT MONOPHASIQUE DU LIQUIDE ET L'ECOULEMENT GAZ/LIQUIDE A CO-COURANT VERS LE BAS. L'INFLUENCE DU NOMBRE DE SCHMIDT (NATURE DU LIQUIDE) A ETE ANALYSEE DANS LES DIFFERENTS REGIMES HYDRODYNAMIQUES PROPRES A CHAQUE CONFIGURATION D'ECOULEMENT. APRES UNE DESCRIPTION DETAILLEE DU MONTAGE EXPERIMENTAL ET DES METHODES DE MESURES DES PARAMETRES HYDRODYNAMIQUES ET DU TRANSFERT DE MATIERE, UN INTERET PARTICULIER A ETE PORTE A LA MISE AU POINT DU SYSTEME DE MESURE, EN PRESENCE ET EN ABSENCE DE GAZ, AFIN D'ASSURER UNE BONNE QUALITE DES MESURES. DANS CHAQUE CONFIGURATION, LES REGIMES D'ECOULEMENT, LES PERTES DE CHARGE ET LE TRANSFERT DE MATIERE ONT ETE DETERMINES. UN TUBE EN NICKEL PLATINE (MACROELECTRODE) A ETE UTILISE POUR MESURER LE TRANSFERT GLOBAL DE MATIERE, ALORS QUE DES MICROELECTRODES EN PLATINE, SUR PAROI CONDUCTRICE, ONT PERMIS DE MESURER LE TRANSFERT LOCAL. LES MEMES MICOELECTRODES, MAIS EN PAROI INERTE, ONT PERMIS D'ANALYSER L'HYDRODYNAMIQUE A L'ECHELLE LOCALE. EN PLUS DES TECHNIQUES DU TRAITEMENT CLASSIQUE DU SIGNAL, L'APPROCHE FRACTALE A ETE UTILISEE POUR CARACTERISER LES PERFORMANCES DES REACTEURS A LIT FIXE A TRAVERS L'ETAT DU MELANGEAGE DE LA PHASE LIQUIDE. TOUS LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ONT ETE SYSTEMATIQUEMENT CONFRONTES AUX PREDICTIONS DE LA LITTERATURE. EN TRANSFERT DE MATIERE, DES CORRELATIONS PROPRES DE NOS MESURES SONT PROPOSEES AVEC UNE ANALYSE STATISTIQUE DES PARAMETRES UTILISES POUR LEUR ETABLISSEMENT. DES COMPARAISONS ENTRE LES TRANSFERTS DE MATIERE ET DE CHALEUR ONT ETE EFFECTUEES AFIN DE METTRE EN EVIDENCE DES ANALOGIES ENTRE CES DEUX PHENOMENES DE TRANSPORT
Author: Olga Hatzifotiadou Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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MISE AU POINT D'UN REACTEUR A LIT FLUIDISE TRIPHASIQUE FONCTIONNANT A COCOURANT ASCENDANT DE GAZ ET DE LIQUIDE AVEC LE GAZ DISPERSE SOUS FORME DE BULLES ET LE LIQUIDE COMME PHASE CONTINUE. ETUDE DE QUATRE SOLIDES DE DIAMETRE MOYEN COMPRIS ENTRE 0,3 ET 0,4 MM: GRENAT, BILLES DE VERRE, SABLE, PIERRE PONCE
Author: MARIE-PIERRE.. COMTE GAUTRON Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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CETTE ETUDE CONCERNE L'HYDRODYNAMIQUE ET LE TRANSFERT DE MATIERE GAZ/LIQUIDE D'UN NOUVEAU REACTEUR TRIPHASIQUE : LE LIT TURBULE INVERSE DONT L'APPLICATION PRINCIPALE EST LE TRAITEMENT BIOLOGIQUE D'UNE EAU USEE. LE LIT TURBULE INVERSE CONSISTE A METTRE EN SUSPENSION DES PARTICULES PLUS LEGERES QUE L'EAU PAR LA SEULE CONTRIBUTION D'UN ECOULEMENT GAZEUX ASCENDANT. L'ECOULEMENT DE LA PHASE LIQUIDE RESPECTANT LES TEMPS DE SEJOUR DU PROCESSUS BIOLOGIQUE ETANT TROP FAIBLE POUR PERMETTRE LA FLUIDISATION. LES SOLIDES UTILISES SONT DES PARTICULES EN PLASTIQUES DE DIAMETRE COMPRIS ENTRE 2.3 ET 4.5 MM ET DE MASSE VOLUMIQUE VARIANT DE 896 A 934 KG/M#3. LE COMPORTEMENT HYDRODYNAMIQUE DU LIT TURBULE INVERSE A ETE IDENTIFIE PAR TROIS VITESSES GAZEUSES SPECIFIQUES : U#G1, U#G2 ET U#G3 CORRESPONDANT RESPECTIVEMENT A LA REFORMATION DU LIT, A L'EXPANSION TOTALE DU LIT ET A LA REPARTITION HOMOGENE DU SOLIDE. CES VITESSES GAZEUSES DEPENDENT FORTEMENT DE LA QUANTITE DE SOLIDE PRESENTE DANS LA COLONNE, DES CARACTERISTIQUES DES PARTICULES ET DU TYPE DE DISTRIBUTEUR DE GAZ. LES PERFORMANCES DU REACTEUR ONT ETE EVALUEES PAR LA MESURE DU COEFFICIENT DE DISPERSION AXIALE DE LA PHASE LIQUIDE, DE LA RETENTION GAZEUSE ET DU COEFFICIENT DE TRANSFERT VOLUMIQUE K#L A DANS LES CONDITIONS OU TOUT LE MATERIAU EST SUSPENDU. LA QUANTITE DE SOLIDE PRESENTE DANS LA COLONNE MODIFIE FORTEMENT L'INTENSITE DU MELANGE AXIAL MAIS SON INFLUENCE EST FONCTION DU TYPE DE DISTRIBUTEUR UTILISE. PAR CONTRE, LES VALEURS DE LA RETENTION GAZEUSE ET DU COEFFICIENT DE TRANSFERT VOLUMIQUE NE SONT QUE TRES FAIBLEMENT MODIFIES PAR LA PRESENCE DU SOLIDE POUR DES VITESSES GAZEUSES INFERIEURES A U#G3. LES PHENOMENES REGISSANT LA FLUIDISATION DES PARTICULES LEGERES (LES CIRCULATIONS LIQUIDES ET LA VARIATION DE LA DIFFERENCE ENTRE LE SOLIDE ET LE PSEUDO-FLUIDE) ONT ETE MIS EN EVIDENCE. DES CORRELATIONS EMPIRIQUES, PERMETTANT D'ESTIMER LES DIFFERENTS PARAMETRES CARACTERISANT LE LIT TURBULE INVERSE, ONT ETE AUSSI PROPOSEES
Author: Umar Hayat Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 206
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CE TRAVAIL EST CONSACRE A UNE ETUDE HYDRODYNAMIQUE ET TRANSFERT DE MATIERE GAZ-LIQUIDE DANS UN REACTEUR GAZOSIPHON A BOUCLE INTERNE POUR DES MILIEUX GAZ-LIQUIDE (VISQUEUX OU NON) ET DES MILIEUX GAZ-LIQUIDE-SOLIDE. DEUX SPECIFICITES IMPORTANTES ONT ETE ETUDIES: UTILISATION D'UN AGITATEUR MECANIQUE ET DE MELANGEURS STATIQUES DANS LA JAMBE MONTANTE DU REACTEUR. L'ETUDE SIMILAIRE DU SYSTEME TRIPHASIQUE GAZ-LIQUIDE-LIQUIDE DANS LE REACTEUR GAZOSIPHON CONSTITUE UNE NOUVEAUTE. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS ENTREPRIS UNE ETUDE DES PARAMETRES HYDRODYNAMIQUES GLOBAUX : RETENTIONS DE GAZ, VITESSE DE CIRCULATION ET TEMPS DE MELANGE DU LIQUIDE, SUIVIE D'UNE ETUDE PORTANT SUR L'IDENTIFICATION DU COEFFICIENT VOLUMETRIQUE DE TRANSFERT DE MATIERE. DU POINT DE VUE HYDRODYNAMIQUE, CETTE ETUDE MONTRE DES EFFETS CONTRASTES. L'UTILISATION D'UN SYSTEME D'AGITATION, ASSOCIE OU NON A DES MELANGEURS STATIQUES AUGMENTE GLOBALEMENT LES RETENTIONS DE GAZ DANS LES DEUX COMPARTIMENTS (ASCENDANT ET DESCENDANT) CE QUI SE TRADUIT PAR UNE VITESSE DE CIRCULATION PLUS FAIBLE QUE CELLE QUI RESULTERAIT DE LA SIMPLE ADDITION DES DEUX VITESSES AIRLIFT SEUL ET AGITATION SEULE. PAR CONTRE AU NIVEAUX TRANSFERT DE MATIERE GAZ-LIQUIDE, L'ADDITION DES DEUX EFFETS EST BIEN REELLE ET L'AGITATION MECANIQUE COMBINEE A L'UTILISATION DE MELANGEURS STATIQUES PROVOQUE UNE REDUCTION DES TAILLE DES BULLES QUI PERMET UN GAIN DE TRANSFERT DE MATIERE EN PARTICULIER POUR DE FAIBLES DEBITS DE GAZ. ENFIN, EN CE QUI CONCERNE LES MILIEUX GAZ-LIQUIDE-LIQUIDE, LES RESULTATS OBTENUS SONT NETTEMENT DIFFERENTS DE CEUX ENREGISTRES POUR UN MILIEU GAZ-LIQUIDE-SOLIDE. LES PERFORMANCES DE TRANSFERT GAZ-LIQUIDE DEPENDENT ESSENTIELLEMENT DE LA NATURE DE LA PHASE ORGANIQUE MISE EN JEU ET NE SONT PAS DIRECTEMENT LIEES A LA RETENTION GAZEUSE.
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Analyse globale (échelle macroscopique) et locale (échelle microscopique) de l'hydrodynamique et du transfert de matière dans le réacteur du titre. Deux solutions : l'une aqueuse et l'autre organique (DMSO) sont étudiées. Le flux de transfert de matière est déterminé par une méthode électrochimique. Les paramètres suivants sont étudies : débit des phases gazeuses et liquides, dimension des particules, nombre de Schmidt du liquide et milieu considéré. L’analyse locale est menée par la technique des microélectrodes en paroi inerte pour déterminer le gradient pariétal de vitesse
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aL'étude de l'hydrodynamique et du transfert de matière gaz-liquide des réacteurs catalytiques à lit fixe sous pression (0,2-8,1 MPa) en écoulement arrosé a co-courant descendant (RCLFa) ou noyé a co-courant ascendant (RCLNA) de gaz et de liquide, a été présentée. quelques 3500 mesures expérimentales ont été obtenues sur une colonne de 1 m de haut et 0,023 m de diamètre, mettant en œuvre près de 40 systèmes gaz-liquide-solide différents, afin d'étudier : i) la perte de pression monophasique de gaz ou de liquide ; ii) les régimes d'écoulement dans les RCLFA ; iii) la perte de pression bi phasique dans les RCLFA et les RCLNA ; iv) la saturation liquide dans les RCLFA et les RCLNA ; v) l'aire interfaciale gaz-liquide dans les RCLFA; vi) le coefficient volumétrique de transfert de matière cote liquide dans les RCLFA. Deux critères d'extrapolation de l'influence de la pression sur l'hydrodynamique (perte de pression bi phasique et saturation liquide), ainsi que quatre nouvelles corrélations (deux pour la perte de pression bi phasique, une pour la saturation liquide et une pour l'aire inter faciale gaz-liquide) ont été développées. Une modification du diagramme d'écoulement de charpentier et Favier a été proposée pour la prévision du déplacement de la transition entre les régimes ruisselant et pulse en fonction de la pression dans les RCLFA
Author: Le Xuan Huynh Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 271
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Dans de nombreux procédés industriels, la conversion est limitée par le transfert de matière gaz-liquide. Pour améliorer ce transfert de matière, on désire étudier un système qui génère une grande aire interraciale par fragmentations des bulles et qui est à la fois compact et efficace. Un venturi répond à ces critères et a été choisi pour sa faible perte de charge et pour l'absence de parties mobiles. L'absorption et la désorption physique de l'oxygène sont utilisées pour mesurer le transfert de matière. Le venturi est positionné verticalement et l'écoulement est soit ascendant, soit descendant. Différents modes d’injection du gaz au col du venturi (radicale, tangentielle, oblique) ont été testés. Une section droite positionnée en aval du venturi se comporte comme une colonne à bulles avec le venturi comme distributeur. Un slurry d’eau et de sable a aussi été introduit dans le système pour étudier l’influence de la présence des solides dans le transfert de matière. La perte de charge dans le venturi et la rétention gazeuse dans la colonne à bulles sont des paramètres hydrodynamiques mesurés. Les coefficients volumétriques de transfert de matière dans le venturi, dans la colonne à bulles sont évalués. La performance de la colonne à bulles de cette étude est comparée à celle des colonnes à bulles usuelles de la littérature et au venturi-absorbeur. Deux autres grandeurs de comparaison entre les différents systèmes sont l’efficacité volumique, exprimée en kg 02/h.m3 de réacteur, et l’efficacité énergétique, exprimée en kg02 /kWh. Un modèle a été proposé pour le venturi fonctionnant en écoulement descendant où deux régimes hydrodynamiques coexistent. Des corrélations, issues de régressions multivariables non-linéaires, des variables principales (rétention gazeuse, perte de charge, coefficients volumétriques de transfert de matière, efficacités) ont été obtenues pour permettre l’évaluation des performances de venturis-absorbeurs de dimensions différentes.
Author: Marijana Mitrovic
Author: Marijana Mitrovic
Author: ABBAS.. NADERIFAR
Author: Véronique Bigot
Author: Olga Hatzifotiadou
Author: MARIE-PIERRE.. COMTE GAUTRON
Author: Umar Hayat
Author: Abderrazak Latifi
Author: Faïçal Larachi
Author: Bernard Fenouillet
Author: Le Xuan Huynh