Elaboration of a methodology of simulation of rotary kilns : application to the pyrolysis of solid wastes and to the coked catalysts regeneration
Elaboration d'une méthodologie de simulation de four tournant : eapplication à la pyrolyse de déchets et à la régénération de catalyseurs cokes
Résumé
aThe rotary kiln is one of the most widely used industrial reactors to treat solids. In the present work, this kind of unit is described using both experimental and theotetical investigations. The movement of the bed (axial and transverse), the heat transfers within the kiln and the reactions kinetics have been studied to develop mathematical models. Two different processes (catalysts regeneration and solid wastes) have been chosen to illustrate the methodology application to various cases (reaction and kiln geometry). The application to the catalysts regeneration has led to the elaboration of a simulation tool, giving information on the kiln behavior and identify eventual problems. The application to the pyrolysis kiln has given a numerical tool, which is usable to design industrial deviees. In the both cases, the results obtained by simulation are in good agreement with the experimental data
Les fours tournants font partie des réacteurs industriels les plus couramment utilisés pour des opérations de traitement de solides. Ce travail mêlant théorie et expérimentation a été consacré à leur étude et à leur simulation. Les différents phénomènes qui interviennent dans ce type d'unité ont été successivement examinés (mouvement axial et transversal de la charge, vitesse de réaction, échanges thermiques) soit en s'appuyant sur des travaux déjà existants, soit en effectuant des mesures complémentaires. Les informations recueillies ont permis d'élaborer des modèles mathématiques pouvant les représenter. Deux procédés volontairement différents l'un de l'autre (pyrolyse de déchets ménagers en four lisse et régénération de catalyseur en four conique à louvres) ont été étudiés afin d'illustrer 1' application de la méthodologie à des cas variés tant au niveau du fonctionnement du four que de la réaction à y effectuer. L'application à la régénération de catalyseurs a conduit à l'élaboration d'un outil de simulation utilisable pour parfaire la connaissance du four et identifier les éventuels disfonctionnements. L'application au four de pyrolyse de déchets ménagers s'est concrétisée par le développement d'un outil numérique simplifié, directement exploitable pour dimensionner des unités industrielles. Dans les deux cas, les résultats de simulation sont proches des relevés expérimentaux