Pulvérisation électro-hydrodynamique de liquide stabilisée par décharges électriques pour le traitement d'effluents particulaires
Auteur / Autrice : | Pascale Ehouarn |
Direction : | Jean-Pascal Borra |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance en 2001 |
Etablissement(s) : | Paris 11 |
Mots clés
Mots clés libres
Résumé
L'objectif est de développer un système de filtration d'effluents particulaires sub-microniques. Le principe repose sur la coagulation de particules polluantes sub-microniques chargées négativement ou neutres et de gouttes d'eau collectrices microniques chargées positivement. Pour produire des gouttes collectrices avec des niveaux de charge proches de la charge maximale théorique, et ainsi augmenter l'efficacité de coagulation électrique, nous avons développé un procédé de production de gouttes par Pulvérisation Electro-HydroDynamique. Ce procédé présente l'avantage de produire des gouttes aux propriétés (concentration, diamètre et charge électrique) remarquablement bien contrôlées par le biais de paramètres expérimentaux. Cette étude a permis d'étendre la gamme de solvants susceptibles d'être pulvérisés, tel que l'eau, dans un nouveau mode de pulvérisation Electro-HydroDynamique assistée par décharge électrique continue, que nous avons appelé " cône-jet-glow". Pour la première fois, des lois empiriques ont donc pu être établies afin de définir les propriétés des gouttes d'eau selon le débit de liquide, la conductivité, la tension et le diamètre de la buse. Les potentialités du lavage électrique ont été mises en évidence par l'étude de la coagulation entre les gouttes collectrices positives et des polluants sub-microniques de concentration, de diamètre et de charge contrôlés. Les efficacités de coagulation unipolaire (polluants neutres et collecteurs positifs) et de coagulation bipolaire (polluants négatifs et collecteurs positifs) ont été mesurées selon le diamètre, la charge électrique des particules, le temps de transit et la concentration des collecteurs. Nous obtenons des efficacités numériques qui atteignent 95 % pour la coagulation unipolaire et 97 % pour la coagulation bipolaire pour des débits de gaz compris entre 5 et 20 l/min: Cette étude a donc permis de montrer la faisabilité du lavage électrique des effluents particulaires sub-microniques pour des concentrations CP(polluant)<= 100 mg/m^3, des volumes d'eaux usées par m^3 de gaz traité inférieurs à ceux produits par les laveurs actuels et avec une efficacité significativement meilleure pour l'aérosol fin (d_p < 1 [mu]m). Il convient donc de souligner que ce laveur permettrait de réduire la concentration massique de 99 %, c'est-à-dire de passer de 150 mg/m^3 à 1,5 mg/m^3, et donc de remplir les contraintes normatives en discussion pour 2005.