Cinétique réactionnelle en régime hydrodynamique dans l'oxygène : application à la production industrielle de l'ozone

Kinetic reactions with hydrodynamic effects in oxygen application to industrial ozone production

• Auteur / Autrice : Sahraoui Hadj-Ziane
• Direction : Bernard Held
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Pau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Synthèse (chimie)

Ozone

Cinétique chimique

Oxygène -- Applications industrielles

Résumé

La simulation numérique de la production d'ozone par des décharges couronne positives pointe-plan et fil-cylindre dans l'oxygène pur nous a conduit d'une part à étudier la cinétique chimique des espèces neutres d'oxygène atomique, moléculaire et d'ozone à l'état fondamental pour déterminer les mécanismes réactionnels importants et les processus physiques dominant (diffusion, nature de l'écoulement. . . ) à différentes pressions et températures. D'autre part, la modélisation de la décharge électrique dans le dispositif (fil-cylindre) a permis d'orienter notre étude vers la technique de production industrielle d'ozone et d'étudier le rôle des paramètres facilement contrôlables (pression, température et vitesse d'écoulement). A la température ambiante et à la pression atmosphérique, la distribution radiale de densité d'ozone tend à s'uniformiser dans le sens de l'écoulement pour atteindre un écoulement piston, ce qui confirme le résultat obtenu par la voie du genie chimique. La production des espèces excitées, et particulièrement des métastables, dans la décharge électrique, génère de nouveaux mécanismes réactionnels susceptibles d'influencer la formation de l'ozone. Ainsi l'oxygène moléculaire singulet produit en forte proportion montre qu'à température ambiante son influence est faible, alors qu'à température élevée, il contribue à la décomposition de l'ozone. La présence des états excité et vibrationnel de l'ozone produit une baisse de sa densité à l'état fondamental.