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Thèse soutenue

Etude d'un reacteur air-lift rectangulaire a recirculation interne. Hydrodynamique et transfert de matiere gaz-liquide

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Auteur / Autrice : Annabelle Couvert
Direction : Michel Roustan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés et de l'environnement
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Résumé

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Cette etude concerne l'hydrodynamique et le transfert de matiere gaz - liquide d'un reacteur air-lift rectangulaire, dont l'application visee est la phase de nitrification (en voie aerobie) du traitement d'une eau usee. L'originalite de ce reacteur reside dans sa forme d'une part, et dans l'utilisation de particules legeres d'autre part. Dans un premier temps, les parametres - cles de l'hydrodynamique, a savoir la retention gazeuse, le diametre des bulles, la vitesse du liquide et le coefficient de dispersion axiale, ont ete etudies pour diverses conditions geometriques et operatoires. Dans un deuxieme temps, le transfert d'oxygene de la phase gazeuse vers la phase liquide a ete caracterise par le biais du coefficient de transfert k la. Les mesures ont ete effectuees en diphasique (eau - air), et en triphasique (eau - air - solide). Une vitesse gazeuse critique, au-dela de laquelle la vitesse du liquide est constante quel que soit le debit d'air injecte, a ete definie. Il a ete mis en evidence que la presence de solide ne modifiait pas le comportement du liquide, mais influait sur la retention gazeuse, et ce, au-dela d'une retention solide egale a 16%. Enfin, le comportement hydrodynamique diphasique du reacteur a ete modelise, sur la base des lois de conservation de la masse et de la quantite de mouvement. Les resultats ont donne entiere satisfaction sur trois reacteurs de tailles differentes. Par ailleurs, l'analyse numerique locale a ete validee pour un faible debit d'air.