Dynamique de l'électroadsorption-désorption en lit fixe : application à la séparation de nitrophénol sur charbon actif

par Kuck Tack Chue

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Georges Grévillot.

Soutenue en 1991

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL , en partenariat avec Laboratoire des sciences du génie chimique (Nancy) (laboratoire) .

mots clés

• Électrosorption
• Adsorption
• Charbon actif
• Potentiel électrique
• Electrode poreuse
• Séparation
• Nitrophénol
• Lit fixe
• Electrosorption
• Adsorption
• Charcoal
• Electric potential
• Porous electrode
• Separation
• Nitrophenol
• Fixed bed
• Charbon actif
• Transfert de masse
• Modèles mathématiques
• Gaz -- Séparation

Résumé

Les méthodes de séparation par adsorption en lit fixe sont conduites de manière cyclique avec deux étapes principales : la saturation et la régénération. L'énergie nécessaire à la séparation est chimique, thermique ou mécanique (variations de pression pour la séparation de gaz). L'électroadsorption utilise l'énergie électrique. La modification du potentiel électrique à l'interface liquide-solide modifie la concentration des espèces adsorbées dans la double couche, et donc celle de la solution. Il n'y a pas de réactions faradiques. Le système expérimental comprend une colonne chromatographie de charbon actif dont le potentiel est imposé par rapport à une électrode de référence. On étudie d'abord expérimentalement et théoriquement la propagation de l'onde de potentiel électrique dans le lit, qui est une onde diffusionnelle de charge de la double couche, en réponse à un échelon du potentiel de consigne, pour différentes conductivités de la solution et longueurs de lit. On mesure ensuite les isothermes d'adsorption d'o-nitrophénol à deux potentiels. On détermine et on modélise les fronts d'adsorption isopentiels. Sous alimentation constante en o-nitrophénol, un échelon de potentiel engendre dans l'effluent de la colonne un pic positif ou négatif. On étudie expérimentalement et théoriquement le pic en fonction de l'hydrodynamique, du transfert matière et de la conductivité. On montre que la concentration/dilution est d'autant plus élevée que la propagation de l'onde de potentiel est rapide. On montre enfin qu'une technique d'électrosorption cyclique en zone (plusieurs colonnes en série déphasées en potentiel) permet d'amplifier la séparation

Titre traduit

Dynamic of electroadsorption desorption in fixed bed : separation of nitrophenol on activated carbon

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