Etude de l'influence de la pression sur l'hydrodynamique et le transfert de matière gaz-liquide dans un réacteur à bulles agité

par Samah Zaghdoudi

Thèse de doctorat en Sciences et techniques du déchet

Sous la direction de Belkacem Benadda.

Les rapporteurs étaient Alain Grasmick.


  • Résumé

    Le but de ce travail est de déterminer l'influence de la pression sur l'hydrodynamique et les paramètres de transfert de matière gaz-liquide dans un réacteur à bulles agité (P=1-50 bar) pour des vitesses superficielles du gaz variant entre 0,0025 et 0,03 rn/s. On a réalisé une étude hydrodynamique qui consiste à déterminer la Distribution des Temps de Séjour (DTS) dans la phase liquide par la méthode des traceurs. Cette étude a montré que le réacteur a le comportement d'un réacteur parfaitement agité dans certaines conditions opératoires. Il a été démontré que la pression opératoire (1 à 50 bar) n'a aucune influence sur la DTS côté liquide. L'étude de la DTS gaz a été effectuée à pression atmosphérique et a permis de déterminer la rétention gaz, EG. On a déterminé les paramètres de transfert de matière, en fonction de la pression, en appliquant la méthode d'absorption avec réaction chimique : l'aire interfaciale, a, et le coefficient volumétrique de transfert de matière, kLa, ont été déterminés par le modèle de Danckwerts en utilisant le système chimique C02/Na2C03-NaHC03. Le coefficient volumétrique de transfert de matière, kGa, a été déterminé par le système chimique C02/NaOH. Les principaux résultats sont: a et kLa diminuent avec la pression à débit massique du gaz constant et augmentent à vitesse superficielle du gaz constante; kL reste pratiquement constant. A pression constante, comme à pression atmosphérique, a et kLa augmentent avec la vitesse supe

  • Titre traduit

    = Study of the Influence of Pressure on Hydrodynamics and Gas-Liquid Mass Transfer of an Agitated Bubble Reactor


  • Résumé

    The present study deals with the pressure effects on the hydrodynamic flow and mass transfer within an agitated Hubble reactor operated at pressures between 1 and 50 bar and interfacial gas velocities ranging between 0. 0025 m/s and 0. 03 rn/s. In order to clarify the flow behavior within the reactor, liquid phase Residence Time Distributions (RTD) for different operating pressures are determined experimentally by the tracer method. Good agreement is obtained between theoretical and experimental results assuming the reactor is operating as perfectly mixed under specific operating conditions. The gas phase Residence Time Distributions was investigated at atmospheric pressure, gas holdup, ~G, was determined versus interfacial gas velocity. Three parameters characterizing the mass transfer are identified and investigated in respect to pressure : the gas-liquid interfacial area, a, and the volumetric liquid side mass transfer coefficient, kLa, were determined by the chemical method using the Danckwerts model reaction between C02 and NaC03-NaHC03. The volumetric gas side mass transfer coefficient, kea, was determined by the chemical method using the model reaction between C02 and NaOH. For a given gas mass flow rate, the interfacial area as well as the volumetric liquid mass transfer coefficient decrease with increasing operating pressure. However, for a given superficial gas velocity, a and kLa increase with increasing pressure. The mass transfer coefficient kL is independent of pressure; a and kLa increase with superficial gas velocity for a given pressure, k0a decrease with pressure (1-30 bar) for a given gas mass flow rate.

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Informations

  • Détails : 193 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.153-161

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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(2575)
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