Développement d’une nouvelle technique de détermination de la DTS d’une phase solide dispersée et application à l’écoulement dans un lit fluidisé profond

Development of a new technique for determining the RTD of a dispersed solid phase and its application in a deep fluidized bed

• Auteur / Autrice : Atena Dehghani Kiadehi
• Direction : Khashayar Saleh, Aïssa Ould Dris
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des Procédés Industriels : Transformations intégrées de la matière renouvelable (EA-4297)
• Date : Soutenance le 28/05/2019
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Transformation Intégrée de la Matière Renouvelable / TIMR

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Suspensions (chimie)

Dynamique des fluides

Carbure de silicium

Optique

Luminescence

Phosphorescence

Traceurs (chimie)

Solides

Particules (matière)

Réacteurs chimiques

Réacteurs à lit fluidisé

Fluidisation

Mots clés libres

Distribution des temps de séjour (DTS)

Lit fluidisé

Méthode optique

Traceur phosphorescent

Lit fluidisé bouillonnant

Lit fluidisé profond

Residence time distribution (RTD)

Fluidized bed

Optical method

Phosphorescent tracer

Bubbling fluidized bed

Deep fluidized bed

Fluidization

Fluidized reactors

Chemical reactors

Particles

Solids

Tracers

Luminescence

Silicon carbide

Fluid dynamics

Résumé

L'objectif de cette thèse est le développement d’une nouvelle technique expérimentale de détermination de la distribution des temps de séjour (DTS) des particules solides dans les enceintes de manutention et de transformation de solides particulaires ainsi que le développement d’un modèle. Dans un premier temps, une nouvelle méthode optique a été développée pour mesurer la DTS des particules. Les expériences sont réalisées avec le carbure de silicium (SiC) et le pigment phosphorescent (Lumilux® Green SN-F50 WS) a été utilisé en tant que traceur. Une étude expérimentale préliminaire a été réalisée dans un lit fluidisé bouillonnant simple afin de valider la méthodologie proposée de mesure de la DTS. Dans un deuxième temps, la technique développée de la mesure de concentration a été appliquée à la détermination de la DTS dans un lit fluidisé profond. Les courbes de la DTS des particules sont déterminées expérimentalement dans différentes conditions opératoires. Dans un troisième temps, un modèle basé sur une combinaison de réacteurs idéaux est proposé pour prédire la DTS des particules du lit fluidisé étudié. Les valeurs de sortie prédites sont ensuite comparées aux données expérimentales pour l’ajustement du modèle.

The aim of the present thesis is to develop a novel experimental technique for determining the residence time distribution (RTD) of solid particles in solid unit operations as well as model development. Initially, a novel optical method was developed to measure the particle RTD. Experiments are carried out with Silicon Carbide (SiC) and the pigment phosphorescent (Lumilux® Green SN-F50 WS) as tracer particle. A preliminary experimental study was conducted in a simple bubbling fluidized bed in order to validate the proposed RTD measurement methodology. In the second step, the developed technique of the concentration measurement was applied to measure the RTD of a deep fluidized bed. The particle RTD curves are determined experimentally in different operating conditions. Finally, a model consisting of the combination of the ideal reactors is proposed to predict the particle residence time distribution in the studied fluidized bed. The predicted output values are then compared with the experimental data to establish a good model fitting data