Étude des phénomènes d'adsorption et désorption de composes organiques volatils sur charbon actif : Application to the improvement of industrial atmospheres

par Cristina Danatoiu

Thèse de doctorat en Sciences et Techniques du Déchet

Sous la direction de Jean Carré et de Iolanda Colda.

Soutenue en 2000

à Lyon, INSA , dans le cadre de École Doctorale de Chimie (Lyon) , en partenariat avec LTA - Laboratoire de Thermodynamique Appliquée (INSA, Lyon) (laboratoire) .


  • Résumé

    Une étude des phénomènes d'adsorption et de désorption sur charbons actifs des composés organiques volatils (COY) a été effectuée en vue du traitement de l'air pollué des ateliers de peinture automobile. Ce travail a été effectué à partir des solvants existants dans cette atmosphère, toluène, butanol, acétate de n-butyle, xylène et cyclohexanone, sur quatre charbons actifs, deux roumains, R-CAFS, AD3,commercialisés par ROMCARBON et deux français, AC35 et AC40 commercialisés par CECA. Nous avons utilisé pour cette étude de techniques d'analyse diverses: chromatographie en phase gazeuse, analyse thermique, spectrométrie de masse. L'étude prend en compte l'aspect théorique, au niveau microscopique, du processus de rétention des solvants sur les solides poreux à l'aide des isothermes d'adsorption du toluène sur les charbons. Les courbes de percées des charbons par les solvants purs et par un mélange commercial ont été obtenues, au but de déterminer les conditions optimales et les valeurs des constantes qui interviennent dans la modélisation d'un adsorbeur. La désorption par l'air chaud a ensuite été étudiée, avec comme objectif la régénération des charbons et, en même temps, la récupération des solvants. Des cycles d'adsorption-désorption ont permis de vérifier le comportement du charbon dans le temps Une étude en programmation de température a été effectuée par couplage thermogravimétrie- spectrométrie de masse (DTG-DTP/SM). Elle a permis de retrouver en quantités plus ou moins importantes selon le charbon le liant naphténique (goudron) de fabrication. Elle a permis également d'évaluer les énergies de désorption. Le regroupement de tous ces résultats permet de calculer le fonctionnement d'un adsorbeur muni de ces charbons actifs.


  • Résumé

    A study of the adsorption and desorption processes of organic volatile compounds on active charcoal vas performed, in order to improve the quality of the atmosphere in car painting places. This work was done with solvents that already exist in these atmospheres, particularly toluene, butanol, n-butyl-acetate, xylene and cyclohexanone, onto four active charcoals, two Romanian: RCAFS and AD3 commercialised by ROMCARBON and two french ones, AC35 and AC40, commercialised by CECA. Several analysis techniques were used: gas-chromatography, thermal analysis and mass spectrometry. The study takes into account the theoretical aspects of the retention processes of the solvents onto porous solids, at microscopical level, with the help of adsorption isotherms of the toluene on the charcoals. The breakthrough of the charcoals by the pure solvents was obtained, in order to determine the optimal conditions and the values of the constants that intervene in the modelisation of an adsorber. The desorption with hot air was also studied, aiming to the regeneration of the charcoals and in the same time the recuperation of the sol vents. The adsorption-desorption cycles permitted also the verification of the behaviour of the charcoals intime. Coupling thermogravimetrical analysis with mass spectrometry (DTG-DTP/SM) allowed to perform a programmed temperature study who retrieved the fabrication tar (naphthenic compound) in greater or smaller quantities, depending on the charcoal used. The desorption energies were also evaluated. The association of all the results made possible the calculation of the working of an adsorber provided with these active charcoals.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (300 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2491)
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