Etude de l'hydrodynamique et du transfert de matière dans une colonne à garnissage - Simulation de son fonctionnement à contrecourant par des modèles expérimentaux de laboratoire lors d'une absorption avec réaction chimique. (Thèse d'Etat). - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 1975

Etude de l'hydrodynamique et du transfert de matière dans une colonne à garnissage - Simulation de son fonctionnement à contrecourant par des modèles expérimentaux de laboratoire lors d'une absorption avec réaction chimique. (Thèse d'Etat).

André Laurent

Abstract

Gas-liquid absorption with chemical reaction is a unit operation used in the chemical and parachemical industries. The technical calculation, design, experimental simulation and extrapolation of gas-liquid contactors are still a real challenge. The contactor studied here consists of a pilot column with packing (diameter 0.3 m; height 6m; Raschig glass rings of 20 mm nominal diameter) operating against a gas and liquid flow in a countercurrent column. The macroscopic hydrodynamics of the flows was characterized by the respective variations of pressure drop and liquid retention. The mass transfer (interfacial area and liquid and partial transfer conductances and gases) from the packing column was determined by absorption methods with and without chemical reactivation for different respective phase flow rates. Three experimental laboratory models (cylindrical and conical falling films; agitated reactor with flat interface) were constructed and tested to determine the reaction kinetics used and characterize their physico-chemical properties. Finally, the laboratory stirred reactor was used as an experimental simulation model of the functioning of the packing column by establishing in an original way the respective correspondence diagrams of the couples of the partial conductances of the material transfer. The experimental simulation was successfully carried out during the implementation of a gas-liquid absorption with chemical reaction with resistance to material transfer in both liquid and gaseous phases.
L'absorption gaz-liquide avec réaction chimique est une opération unitaire utilisée dans l'indutrie chimique et parachmique. Le calcul technique prévisionnel, le dimensionnement, la simulation expérimentale et l'extrapolation des contacteurs gaz-liquide constituent encore un véritable challenge. Le contacteur étudié ici est constitué par une colonne pilote à garnissage (diamètre 0,3 m; hauteur 6m; anneaux Raschig en verre de 20 mm de diamètre nominal) fonctionnant à contre-courant de gaz et de liquide en colonne arrosée. L'hydrodymamique macroscopique des écoulements a été caractérisée par les évolutions respectives de la perte de charge et de la rétention liquide. Le transfert de matière (aire interfaciale et conductances liquide et gaz partielles de transfert) de la colonne à garnissage a été déterminé par les méthodes d'absorption avec et sans réacton chimique pour différents débits respectifs des phases.Trois modèles expérimentaux de laboratoire (films tombants cylindrique et conique; réacteur agité à interface plane) ont été construits et testés pour déterminer les cinétiques réactionnelles mises en oeuvre et caractériser leurs grandeurs physicochimiques. Le réacteur agité de laboratoire a été enfin utilisé comme modèle de simulation expérimentale du fonctionnement de la colonne à garnissage en établissant de façon originale les diagrammes respectifs de correspondance des couples des conductances partielles de transfert de matière. La simulation expérimentale a été réalisée avec succès lors de la mise en oeuvre d'une absorption gaz-liquide avec réaction chimique présentant des résistances au transfert de matière dans les deux phases liquide et gazeuse.
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Dates and versions

tel-01970578 , version 1 (05-01-2019)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01970578 , version 1

Cite

André Laurent. Etude de l'hydrodynamique et du transfert de matière dans une colonne à garnissage - Simulation de son fonctionnement à contrecourant par des modèles expérimentaux de laboratoire lors d'une absorption avec réaction chimique. (Thèse d'Etat).. Sciences de l'ingénieur [physics]. Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL), 1975. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01970578⟩
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