Precipitation vortex reactor hydrodynamic modelling
Modélisation du fonctionnement d'un précipitateur à effet vortex
Résumé
In the chemical engineering field applied to spent nuclear fuel reprocessing, some precipitation reaction are performed in so-called « vortex precipator » device (un-bafffied stirred tank). A study of its hydrodynamic behavior has allowed the characterization of the forced vortex axial zone limited in the core of the tank. Several hydrodynamic models of increasing complexity have been proposed built from standard reactors network in association with correlations to represent the specificity of the internai mixing. ln this way and regarding ail kinetics data involved in precipitation, three mixing scales has to be considered : the residence time (about ten minutes), the vortex mixing time (about ten secondes) and the supplies micromixing time (few seconds). Some experimentations of calcium oxalate precipitations performed in vortex device and baffled analog tank has completed the demonstration, as predicted by modelling, of the specificities of solids obtained
Dans le domaine du retraitement des combustibles irradiés, des réactions de précipitation sont mises en œuvre dans des précipitateurs à effet vortex (cuve agitée non chicanée). Une étude de l'hydrodynamique de ce réacteur a permis la caractérisation d'une zone spécifique centrale délimitée par un rayon rc dit de vortex forcé. Des modèles hydrodynamiques, de complexité croissante construis à partir de réseaux de RPA, et associés à des corrélations, sont proposés pour représenter le mélange interne. Au regard des cinétiques de précipitation trois échelles d'homogénéisation doivent être appréhendées: temps de passage (quelques dizaines de minutes), temps de mélange du vortex (quelques dizaines de secondes), temps de micromélange des alimentations (quelques secondes). Des expérimentations de précipitation d'oxalate de calcium conduites dans le précipitateur à effet vortex et son équivalent chicané ont démontré, de façon conforme à la modélisation, la spécificité des solides obtenus