Thèse soutenue

Étude de la fragmentation et de l'évolution texturale de grains de divers charbons dans des conditions voisines de celles régnant en lit fluidisé sous 1 bar et 10 bars : essai de modélisation

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Auteur / Autrice : Mohammed Fkyerat
Direction : Lucien Delfosse
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Spectrochimie
Date : Soutenance en 1992
Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Ce travail concerne le problème de la fragmentation primaire de charbons aux premiers instants suivant leur introduction en lit fluidisé. Il s'agit principalement de deux charbons européens (le flambant de Provence ou Gardanne et l'anthracite de la Mure) et de deux charbons gondwaniens (Rietspruit et Ulan). Ces charbons ont été soumis à différents temps de réaction à 850°C en atmosphère d'azote ou légèrement enrichie en oxygène (5%), soit à la pression atmosphérique, soit sous 10 bars en thermobalance haute pression. L'étude macérale met en évidence l'établissement d'un système de fissures. Leur nombre est proportionnel à la teneur en vitrinite de l'échantillon. La fragmentation et l'évolution des textures pour diverses coupes granulométriques ont ensuite été appréciées en fonction du temps. Les résultats montrent une tendance plus grande des charbons européens à fragmenter. L'oxygène joue en général un rôle promoteur qui semble freiné par le dégagement des matières volatiles. Deux mécanismes de rupture sont avancés. L'un serait dû au champ de pression qui s'établit suite au dégagement des matières volatiles, le second, pourrait être lié à des contraintes d'origine thermique. La pression extérieure semble n'avoir aucune influence sur le premier mécanisme (Gardanne) alors qu'elle joue un rôle nettement promoteur sur le second (La Mure). On observe en outre sous pression, un effondrement de la porosité et des aires spécifiques des semi-cokes formés. Enfin, un modèle simulant en symétrie sphérique, et en régime quasistationnaire l'établissement du champ de pressions au sein de particules poreuses non plastiques est présenté. Il rend compte, pendant la dévolatilisation, des transferts de chaleur et de matière le long du rayon particulaire. Il est discuté en fonction de divers paramètres caractérisant le charbon (taille des pores, rayon des particules paramétriques cinétiques etc. . . )