Modelisation des transferts couples de charge et de chaleur dans un electrolyseur industriel de production de fluor

par HERVE ROUSTAN

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Jean-Pierre Caire.

Soutenue en 1998

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Ce travail decrit la conception du modele numerique du comportement electrique et thermique des cellules industrielles d'electrolyse du fluor de la societe comurhex. Le but de cette etude est de determiner les vecteurs densite de courant, le potentiel electrique et les isothermes dans l'electrolyseur. La modelisation a ete conduite pas a pas dans le but de separer les difficultes. En premier lieu, un modele electrique de l'electrolyseur a ete elabore. Pour sa mise au point, il a ete necessaire de surmonter de nombreuses difficultes. En particulier, le traitement de la discontinuite du potentiel a travers les interfaces anode/bain, a cause des surtensions a ete une grosse difficulte. Ensuite, un nouveau modele couplant les equations d'electricite et de thermique (en conduction uniquement) a ete construit. Cependant, ce modele n'etait pas satisfaisant car il negligeait les phenomenes de convection qui sont preponderants dans le transfert thermique au sein de la cellule. C'est pourquoi, un dernier modele incluant les precedentes equations et celles de navier-stokes a ete cree. Ce modele prend en compte le degagement gazeux aux electrodes. Ce dernier modele donne de tres bons resultats et tout particulierement en ce qui concerne le transfert thermique. Ce modele est un outile tres utile pour la comprehension du comportement de la cellule. C'est un outil performant pour l'optimisation de l'electrolyseur ou pour la conception d'une nouvelle cellule.

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Informations

  • Détails : 336 p.
  • Annexes : 146 ref.

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