Hydrodynamique globale, locale et transfert de matière dans un réacteur airlift à boucle externe

Global and local hydrodynamics and mass transfer in an external-loop airlift reactorR

• Auteur / Autrice : Chafaa Bentifraouine
• Direction : Jean-Pierre Riba
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fluides newtoniens

Fluides non newtoniens

Hydrodynamique

Transfert de masse

Résumé

Ce travail est consacre a une etude hydrodynamique, globale et locale, ainsi qu'au transfert de matiere dans un reacteur airlift a boucle externe. Des liquides newtoniens et visqueux non-newtoniens ont ete utilises. Dans un premier temps, nous avons entrepris une etude des parametres hydrodynamiques globaux : vitesse de circulation du liquide, retention de gaz et temps de melange du liquide. Cette etude a montre que l'amelioration de la separation des phases a la tete du reacteur et l'augmentation de la hauteur de l'appareil entrainent une augmentation importante de la vitesse du liquide. Ceci a permis d'obtenir de bonnes performances de melange. Par ailleurs, il a ete montre que l'efficacite du distributeur de gaz peut compenser la diminution de la retention de gaz due a l'entrainement des bulles par le liquide. Le niveau du liquide dans le separateur des phases joue un role important sur l'hydrodynamique de l'appareil. Une augmentation de la viscosite du liquide entraine une diminution de la vitesse du liquide et de la retention de gaz. Ensuite, ce travail a ete oriente vers une etude hydrodynamique locale de la phase gazeuse. Une double-sonde a fibres optiques a ete construite, elle permet de mesurer des grandeurs locales de retention de gaz, de frequence de bullage, des vitesses et des cordes de bulles. Cette etude a permis d'avoir des informations detaillees sur le comportement de l'ecoulement diphasique dans les differentes regions du reacteur. Les caracteristiques de la phase gazeuse presentent des variations importantes du profil radial au-dessus du distributeur de gaz. Ces variations dependent du liquide utilise. En fin, le coefficient volumetrique de transfert de matiere a ete mesure. L'evaluation de l'aire interfaciale gaz-liquide a permis de determiner le coefficient de transfert de matiere (k#l). La variation du coefficient volumetrique de transfert de matiere est essentiellement due a l'aire specifique interfaciale gaz-liquide.