Modélisation et simulation d'un procède d'absorption gaz-liquide avec réaction chimique

= modelling and simulation of a gas-liquid absorption process with chemical reaction

• Auteur / Autrice : Mircea Tirnoveanu
• Direction : Pierre Moszkowicz, Zeno Gropsian
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques du déchet
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LAEPSI - Laboratoire d'Analyse Environnementale des Procédés et Systèmes Industriels (Lyon, INSA1995-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transfert de masse

Colonnes à garnissage

Interfaces gaz-liquide

Résumé

Cette étude concerne la modélisation de l'opération unitaire d'absorption par un liquide d'un composé contenu dans un gaz. L'opération est réalisée dans un contacteur gaz-liquide classique: une colonne à garnissage où les deux fluides circulent à contre-courant. L'étude expérimentale a été réalisée sur une unité pilote au Laboratoire d'Analyse Environnementale des Procédés et des Systèmes Industriels. Afin de caractériser l'écoulement du gaz et celui du liquide, une étude préalable de l'hydrodynamique a été réalisée. En tenant compte de l'hydrodynamique et du transfert de matière un modèle de simulation a été proposé. Le modèle a été utilisé pour les régimes permanents afin de déterminer les paramètres du transfert de matière. Afin de tester l'évaluation faite sur les paramètres de transfert, le modèle a été employé en régime dynamique. Les modèles développés ont été validés à l'échelle pilote en considérant des perturbations des débits de liquide et de gaz. La modélisation du système mis en œuvre peut permettre l'optimisation du procédé et son extrapolation à l'échelle industrielle. Une installation industrielle d'absorption du gaz carbonique par une solution chaude de carbonates de potassium, activé avec diéthanolamine située au Combinat d'Engrais Chimiques de Târgu-Mures, Roumanie a pu également fournir quelques données intéressantes.

The subject of this study is the modeling of the absorption of a gas component into a liquid. This operation is performed in a classical gas-liquid contactor: a counter-current packed column. The experimental study was realised on a pilot plant at the Laboratory of Environmental Analysis of lndustrial Processes and Systems at INSA Lyon. For the characterisation of the liquid and gas flows, a preliminary hydrodynamic study was made. Taking into account the hydrodynamics and the mass transfer a simulation model was proposed. For the determination of the mass transfer parameters, the model was used under steady-state conditions. In order to check the mass transfer parameters, the model was applied in dynamic conditions. The validation of the model was made for the pilot plant column. Modeling of the systems developed permits the optimisation of the process and the scale-up to the industrial size. An industrial plant for the absorption of carbon dioxide in diethanolamine promoted hot potassium carbonate processes operating at« AZOMURES » Chemical Fertilisers Works, Târgu-Mures, Romania yielded some interesting results.