Influence de la pression sur la combustion d'un charbon de bois : determination des constantes de vitesse a partir d'un mecanisme heterogene simplifie

par Catherine Heurtebise

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Jean-Robert Richard.

Soutenue en 1995

à Orléans .

mots clés

Résumé

Ce travail presente l'etude de l'influence de la pression sur la combustion d'un charbon de bois de sapin et sur l'emission des oxydes d'azote en fonction des conditions de pression partielle d'oxygene et de temperature. Un mecanisme cinetique simplifie en huit etapes elementaires a permis de modeliser les processus de formation et de destruction des oxydes d'azote no et n#2o. La vitesse maximale de perte de masse est obtenue par l'analyse thermogravimetrique dans un reacteur a lit fixe traverse. Les oxydes d'azote sont analyses par spectrometrie infrarouge a transformee de fourier (iftr). L'utilisation de la methode des plans d'experiences avec traitement statistique des donnees a permis de separer l'influence des variables experimentales sur les fonctions qui definissent la reactivite. Ce travail montre, dans une premiere etape, que la reactivite du charbon de bois diminue avec une augmentation de la pression totale. Une augmentation de la pression partielle d'oxygene, de la temperature initiale ou du debit d'oxygene accroit la vitesse de combustion. L'emission des oxydes d'azote diminue avec une augmentation de la pression totale. Les emissions de n#2o augmentent fortement avec une augmentation de la pression partielle d'oxygene et de la temperature. Dans une seconde etape, l'etude, basee sur le mecanisme cinetique simplifie, montre que les vitesses de formation des differentes especes diminuent avec une augmentation de pression. La vitesse de destruction du no augmente legerement avec la pression, alors que la destruction du n#2o reste insensible a la pression. La formation des oxydes de carbone et des oxydes d'azote est insensible a une augmentation de la pression partielle d'oxygene. Par ailleurs, un comportement de type arrhenius est observe pour le charbon de bois avec une temperature d'activation relativement peu elevee, comparee a celle obtenu habituellement chez les cokes de charbon

Titre traduit

Influence of pressure on the combustion of a pine charcoal. Determination of rate constants for a simplified heterogeneous mechanism

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