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Thèse soutenue

Étude et analyse de l'oxydation par l'ozone d'un effluent gazeux contenant de l'orthoxylène dans un réacteur gaz-liquide mécaniquement agité

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Auteur / Autrice :  Suprapto
Direction : André Zoulalian
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Jury : Président / Présidente : André Zoulalian
Rapporteurs / Rapporteuses : Guy Martin, Michel Roustan

Résumé

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Dans le but d'épurer un effluent gazeux contenant des teneurs faibles en orthoxylène, nous étudions un procédé chimique de traitement par l'ozone à température ambiante et sous la pression atmosphérique. L’air chargé en orthoxylène et l'oxygène ozone sont introduits séparément en continu dans un réacteur gaz-liquide mécaniquement agité. Le transfert de matière gaz-liquide spécifique du réacteur est étudié en déterminant d'une part le coefficient de transfert volumique partiel kLa par oxygénation dynamique de la phase liquide et d'autre part le coefficient de transfert volumique global KLa par traçage du gaz lors de l'absorption physique de l'orthoxylène dans l'eau. À partir de ces mesures, on peut estimer les coefficients de transfert volumiques kGa et KGa. La transformation chimique conduit à l'obtention de plusieurs produits non toxiques susceptibles d'être à leur tour oxydés en deux produits ultimes: l'anhydride carbonique et l'acide acétique. L’étude expérimentale portant sur l'influence de divers paramètres opératoires (concentrations des réactifs, vitesse d'agitation, débit d'air supplémentaire, température, pH du milieu réactionnel) montre que les réactions primaires ont lieu essentiellement dans le film liquide au contact des bulles d'oxygène ozone. Par suite, les étapes primaires sont limitées par le transfert gaz-liquide de l'ozone. Des améliorations du procédé ont été envisagées: en utilisant un système biphasique eau solvant fluorocarbone, en opérant en milieu aqueux en présence d'un catalyseur solide (charbon actif), enfin en stimulant la réaction par des rayonnements UV en présence ou non d'un photocatalyseur (TiO2). Les améliorations observées sont faibles et les résultats confirment le rôle prépondérant de la limitation du transfert de l'ozone sur la transformation de l'orthoxylène