Conception d'un nouveau type de colonne pulsée appliquée au contact solide-liquide

An innovative pulsed column applied to solide-liquid contacting

• Auteur / Autrice : Léna Brunet
• Direction : Gilbert Casamatta, Laurent E. Prat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et de l'environnement
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interfaces solide-liquide

Hydrodynamique

Mots clés libres

Colonne pulsée

Dispersion granulométrique

Résumé

Cette étude porte sur la conception d'une nouvelle technologie de colonne pulsée appliquée au contact solide/liquide. L'originalité du concept développé réside dans l'introduction d'internes et d'un mode de pulsation qui permettent de contrôler le temps de séjour solide indépendamment de celui du liquide. La faisabilité du concept et la caractérisation du comportement hydrodynamique des deux phases ont été étudiées sur un pilote semi-industriel, en réalisant des DTS sur des systèmes modèles. Un cas réel a ensuite été mis en oeuvre dans la colonne, afin d'illustrer les avantages du nouveau procédé en termes d'efficacité du transfert de matière. Il apparaît, au final, que le dispositif permet de réduire sensiblement la dispersion granulométrique et de prolonger le temps de séjour du solide, tout en réduisant la consommation en solvant. Les qualités de la nouvelle colonne conçue en font un appareil particulièrement adapté aux systèmes solide/liquide nécessitant un temps de contact prolongé. Grâce à une technologie innovante et à un réglage fin des paramètres opératoires, il est ainsi rendu possible d'intensifier le contact solide/liquide.

This work deals with a novel type of pulsed column used as a solid/liquid contactor. An evolution in the design of the internals and in the shape of the pulsation has been set up. The initial objectives were to achieve a contactor of much longer solid residence time, independently of the liquid phase behaviour. Phase contacting is carried out countercurrently, solid is fed in at the bottom of the column and flows upwardly, regardless of the density difference between both phases. First, the technical feasibility was demonstrated. Then, the behaviour of solid and liquid phases was investigated through the analysis of residence times distributions. And, mass transfer efficiency has been evaluated with an industrial case. It was found that the column could enhance solid residence times, reduce granulometric segregation and solvent consumption. The new contactor seems to be particularly suitable for cases where a long contact between both phases is needed. Thanks to innovative internals and to an optimal tuning of the operating conditions, intensification of solid/liquid contacting was finally achieved.