Détermination des paramétres de transfert Gaz-Liquide d'un réacteur polyphasique du type émulsair par les méthodes d'absorption avec réaction chimique et de traçage au gaz

Abstract

L’étude porte sur l’analyse et l’optimisation des réacteurs polyphasés du type Emulsair constitués d’une cuve agitée uniquement par re-circulation intense du liquide placée en aval d’un venturi à émulsion et de les comparer aux réacteurs analogues et classiques du point de vue performances de transfert gaz-liquide mesurées par la méthode d’absorption avec réaction chimique. Plusieurs variantes ont été étudiées : écoulement à co-courant descendant et ascendant, cuve agitée avec ou sans garnissage, distributeur à tube simple ou à chapeau « chinois ». L’étude hydrodynamique a montré que le débit gazeux autoaspiré, la pression statique à l’amont du venturi, le taux de rétention gazeuse sont tous des fonctions monotones croissantes du débit liquide re-circulé. Le rapport Qg/QL qui constitue un critère de performance d’autoaspiration du dispositif passe par un maximum soit 0,59 pour la variante à écoulement descendant et environ 0,27 pour la seconde. Le taux de rétention qui est une caractéristique hydrodynamique très importante reste faible et ne dépasse pas 6,5 % pour ce type de réacteur. La présence de garnissage (Tellerettes et Anneaux Pall) dans la cuve agitée améliore le taux de rétention gazeuse sans affecter les autres grandeurs hydrodynamiques. Il en est de même de l’emploi du distributeur à chapeau « chinois » au lieu du tube simple. Les paramètres de transfert gaz-liquide sont déterminés par les méthodes d’absorption avec réaction chimique et de traçage au gaz. Pour une même puissance spécifique dissipée, la variante à écoulement descendant présente des performances de transfert légèrement supérieures à la seconde ‘écoulement à co-courant ascendant). Comparativement aux réacteurs analogues et classiques, le réacteur Emulsair donne des performances de transfert gaz-liquide meilleurs, pour une même énergie dissipée.