Etude d'un contacteur gaz-liquide pour le traitement d'effluents gazeux. Conception et caractérisation d'un aéro-éjecteur

par Gustavo de Billerbeck

Thèse de doctorat en Biologie et génétique moléculaires et cellulaires. Biotechnologie

Sous la direction de Christian Fonade.

Soutenue en 1996

à Toulouse, INSA .


  • Résumé

    Dans le cadre des procedes biotechnologiques de traitement d'effluents gazeux contenant des traces de composes organiques volatils (cov) un nouveau systeme de contact gaz-liquide a ete etudie. Il s'agit de l'aero-ejecteur, dont les performances hydrodynamiques (pertes de charge) et de transfert (d'oxygene et d'ethanol) ont ete etudiees dans une installation experimentale qui l'associe a une colonne a bulles. Le contacteur propose a ete dessine pour provoquer un contact gaz-liquide intense a partir d'un ecoulement tres turbulent, l'objectif etant de diminuer l'energie necessaire au transfert et l'encombrement du reacteur. Les caracteristiques de base de ce contacteur sont : sa faible perte de charge, qui permet d'utiliser des soufflantes (et non des compresseurs), ce qui est une necessite industrielle emsp14;; sa capacite maximale de transfert est largement superieure aux besoins, ce qui permet d'eliminer plus de 90% des polluants par un seul passage de gaz. L'etude bibliographique presente une vue d'ensemble des differentes methodes de traitement d'effluents gazeux contenant des cov a l'etat de traces. Elle expose aussi les differents types de contacteurs gaz-liquide existants, notamment les contacteurs de type venturi. L'etude hydrodynamique de l'aero-ejecteur a porte sur la determination de la perte de charge d'une buse interne responsable du niveau d'intensite turbulente genere. Elle a porte aussi sur la determination de la perte de charge de l'aero-ejecteur avec son admission de liquide fermee, alimentee en air et alimentee en liquide, pour differents points de fonctionnement. L'influence de la pression de refoulement ainsi que du sens du refoulement (vers le haut, vers le bas) ont aussi ete etudiees. Finalement la consommation energetique de l'aero-ejecteur a ete evaluee. La modelisation de l'ecoulement dans l'aero-ejecteur a ete realisee en prenant en compte les effets essentiels dus a la compressibilite du gaz. Ce modele sera la base de l'optimisation de l'aero-ejecteur. L'etude des performances de transfert de l'aero-ejecteur a ete realisee sur un dispositif associant l'aero-ejecteur a une colonne a bulles qui sert de separateur gaz-liquide tout en participant au transfert. Deux constituants de solubilite tres differente dans l'eau ont ete utilises pour determiner les coefficients volumetriques de transfert de film k#la et k#ga. Il s'agit de l'oxygene (relativement peu soluble) et de l'ethanol (relativement tres soluble), ce dernier etant de plus un solvant type rencontre dans les effluents gazeux contenant des cov. Ces resultats ont ete finalement correles avec la consommation energetique de l'aero-ejecteur. Les tests sur pilote industriel confirment les capacites de ce nouveau type de contacteur gaz-liquide.


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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1996/415/BIL
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