Academic literature on the topic 'Contacteur gaz-liquide'

Deux méthodes d'analyse sont utilisées. En régime permanent la méthode consiste à mesurer le profil de concentration de la phase continue (le liquide). En régime transitoire on détecte l'oxygène dissous sur cathode en or après injection brève d'oxygène gazeux dans colonne fluidisée initialement saturée par l'air. Ces deux méthodes permettent de déterminer la rétention du gaz, les nombres de péclet du gaz et du liquide et le coefficient de transfert de matière volumétrique.

Un grand nombre de procedes chimiques generent des gaz toxiques que la legislation interdit de rejeter dans l'atmosphere. Parmi les procedes d'elimination mais aussi quelquefois de recuperation de ces gaz, le lavage au moyen d'un solvant selectif est largement repandu. Cette operation est realisee dans des contacteurs gaz-liquide que l'on peut classer en absorbeurs a colonnes et en absorbeurs venturi. Parmi ces derniers, on distingue l'ejecteur venturi, le venturi haute energie et le venturi a emulsion. Dans ce travail nous nous sommes propose d'etudier l'ejecteur venturi sur les plans hydrodynamiques et transfert de matiere. Lors de l'etude hydrodynamique, nous avons mesure experimentalement la depression, la pression du liquide, la chute de pression et le debit maximum d'auto-aspiration. Ensuite, nous avons etabli des correlations qui peuvent representer nos resultats experimentaux et aussi ceux de la litterature avec une bonne approximation. En ce qui concerne l'etude de transfert de matiere, nous avons determine experimentalement la surface d'echange s et le produit k#ls. Le systeme gaz-liquide employe etait le couple oxygene de l'air/sulfite de sodium. A partir de nos resultats, nous avons etabli des correlations simples qui ont ete verifiees sur les resultats de la litterature. Disposant des resultats de la surface d'echange et du produit k#ls, nous avons pu estimer le coefficient de transfert de matiere en phase liquide k#l

Dans le cadre des procedes biotechnologiques de traitement d'effluents gazeux contenant des traces de composes organiques volatils (cov) un nouveau systeme de contact gaz-liquide a ete etudie. Il s'agit de l'aero-ejecteur, dont les performances hydrodynamiques (pertes de charge) et de transfert (d'oxygene et d'ethanol) ont ete etudiees dans une installation experimentale qui l'associe a une colonne a bulles. Le contacteur propose a ete dessine pour provoquer un contact gaz-liquide intense a partir d'un ecoulement tres turbulent, l'objectif etant de diminuer l'energie necessaire au transfert et l'encombrement du reacteur. Les caracteristiques de base de ce contacteur sont : sa faible perte de charge, qui permet d'utiliser des soufflantes (et non des compresseurs), ce qui est une necessite industrielle emsp14;; sa capacite maximale de transfert est largement superieure aux besoins, ce qui permet d'eliminer plus de 90% des polluants par un seul passage de gaz. L'etude bibliographique presente une vue d'ensemble des differentes methodes de traitement d'effluents gazeux contenant des cov a l'etat de traces. Elle expose aussi les differents types de contacteurs gaz-liquide existants, notamment les contacteurs de type venturi. L'etude hydrodynamique de l'aero-ejecteur a porte sur la determination de la perte de charge d'une buse interne responsable du niveau d'intensite turbulente genere. Elle a porte aussi sur la determination de la perte de charge de l'aero-ejecteur avec son admission de liquide fermee, alimentee en air et alimentee en liquide, pour differents points de fonctionnement. L'influence de la pression de refoulement ainsi que du sens du refoulement (vers le haut, vers le bas) ont aussi ete etudiees. Finalement la consommation energetique de l'aero-ejecteur a ete evaluee. La modelisation de l'ecoulement dans l'aero-ejecteur a ete realisee en prenant en compte les effets essentiels dus a la compressibilite du gaz. Ce modele sera la base de l'optimisation de l'aero-ejecteur. L'etude des performances de transfert de l'aero-ejecteur a ete realisee sur un dispositif associant l'aero-ejecteur a une colonne a bulles qui sert de separateur gaz-liquide tout en participant au transfert. Deux constituants de solubilite tres differente dans l'eau ont ete utilises pour determiner les coefficients volumetriques de transfert de film k#la et k#ga. Il s'agit de l'oxygene (relativement peu soluble) et de l'ethanol (relativement tres soluble), ce dernier etant de plus un solvant type rencontre dans les effluents gazeux contenant des cov. Ces resultats ont ete finalement correles avec la consommation energetique de l'aero-ejecteur. Les tests sur pilote industriel confirment les capacites de ce nouveau type de contacteur gaz-liquide.

Dans le domaine de l'épuration de forts débits d'effluents gazeux pollués par de faibles concentrations en COV, une des technologies les plus adaptées semble être le traitement biologique. Pourtant, les applications industrielles restent peu nombreuses, du fait notamment d'inconvénients comme la durée de vie limitée des procédés ou la taille importante des installations. Dans ce contexte, l'utilisation de l'aéro?éjecteur, contacteur gaz/liquide à haute efficacité, pourrait être une solution à l'encombrement des installations, dans la mesure où les pertes de charge induites par ce système sont limitées. Ce travail de recherche propose une évaluation des caractéristiques et des performances de l'aéro-éjecteur, ainsi qu'une analyse du procédé couplant ce contacteur à un réacteur biologique. Cette caractérisation a été réalisée au moyen de trois COV modèles, l'éthanol, la méthyl éthyl cétone et l'acétate de butyle. Le premier chapitre présente le contexte du traitement des COV, les technologies disponibles ainsi que leurs limitations. Des comparaisons réalisées par rapport à leur domaine d'application respectif ainsi que par rapport aux coûts globaux permettent de situer ces technologies les unes par rapport aux autres. Le deuxième chapitre est consacré à l'analyse et à l'optimisation du potentiel de l'aéro-éjecteur comme organe de transfert. Les modifications de la géométrie réalisées ont permis de définir une configuration adaptée aux contraintes industrielles en terme d'efficacité et de perte de charge. Une étude systématique de l'influence des paramètres opératoires sur les performances de transfert a abouti à la compréhension du rôle de l'aéro-éjecteur au sein du contacteur gaz/liquide et à la définition d'un critère de dimensionnement en fonction des polluants à éliminer et des contraintes technologiques. Enfin, l'association de l'aéro-éjecteur et d'un réacteur biologique pour l'épuration complète d'un effluent gazeux pollué par un mélange de COV est étudiée dans le troisième chapitre
Among all kinds of atmospheric pollution, VOCs have raised a lot of interest recently. For high flow rates of low polluted gaseous effluents, one of the most suitable technologies seems to be biological treatment. However, industrial applications are limited because of impracticalities including short useful life or large plant size. In this situation, the use of the aero-ejector, a gas/liquid contactor with high transfer efficiency, is one solution for decreasing plant dimensions, if pressure drop is reduced. This research work deals with an evaluation of aero-ejector characteristics and performances and analyses the feasibility of a process associating the aero-ejector with a biological reactor for gaseous effluent treatment. Three model molecules were used ; the ethanol, the methyl ethyl ketone and the butyl acetate. The first section presents VOC treatment context, including existing technologies and their limitations. Descriptions of their application fields and costs allow comparison of these technologies. An analysis and optimisation of the aero-ejector performance as a mass transfer system is undertaken in the second section. Modifications of the internal geometry allowed the definition of a configuration suitable for industrial conditions concerning pressure drop and efficiency. A systematic study of the influence of operating conditions on transfer performances leads to the comprehension of the aero-ejector role in the contactor and to the definition of sizing criteria as a function of pollutants and technological constraints. Finally, in the third section, the system combining the aero-ejector with a biological reactor is studied for the complete treatment of a gaseous effluent polluted with several VOCs

Ces travaux de thèse abordent la problématique du développement d'internes destinés à la distillation réactive. La méthodologie à suivre est appliquée dans le cas des mousses céramiques en Carbure de Silicium. Le comportement hydrodynamique a été étudié ainsi que la capacité en transfert de matière validant la possible application des mousses en tant que garnissage destiné à la distillation. L'activation catalytique du support a ensuite été développée afin de dégager la méthode la plus intéressante permettant d'approcher le garnissage de référence, le KATAPAK, en termes d'activité catalytique. Le greffage d'Amberlyst 15 est alors apparu comme la voie la plus intéressante pour la possible application des mousses greffées comme interne catalytique destiné à la distillation réactive
This work of thesis approaches the problems of the development of packings intended for reactive distillation. Methodology to be followed is so applied in the case of ceramic foam in Silicon Carbide. The hydrodynamic behaviour was studied as well as the mass transfer efficiency demonstrating the possible application of ceramic foam as a packing for distillation. The aspect of the catalytic activation of the support was then developed in order to determine the most efficiency method in terms of catalytic activity making it possible to approach reference packing, the KATAPAK. The coating of Amberlyst 15 then appeared as the most interesting way for the possible application of coating foam as catalytic packing for reactive distillation

L'intérêt de cette étude est de proposer à l'industrie et aux technologies de l'environnement un dispositif facile à construire et à entretenir qui pourrait servir dans l'épuration de liquide et de gaz, il s'agit d'un contacteur gaz-liquide à jet vertical immergé. Les études effectuées dans un premier temps (technique, hydrodynamique, transfert de matière) ont fourni un point de vue global sur les performances de ce contacteur. En abordant d'une manière assez appliquée les différents aspects de l'étude, nous avons pu mettre en évidence les points forts de ce réacteur. D'une part, le haut niveau de turbulences, créées par l'impact du jet, assure une émulsion très homogène et des transferts de matières intenses, et d'autre part le phénomène d'aspiration du gaz limite considérablement les dépense énergétiques. Les travaux ont été ensuite orientés vers l'application de cet appareil au traitement des eaux usées. Les résultats obtenus ont montré que notre dispositif est bien adapté à ce type de traitement
The purpose of this study is to propose to the industry and the technologies of the environment a device easy to build and upkeep which could be used for liquid and gas treatment, it is about a gas-liquid and gas treatment, it is gas-liquid contactor with immersed vertical jet. The first studies carried out (technique, hydrodynamics, mass transfer) provided a total point of view on the performances of this contactor. By approaching in a way applied enough the various aspects of the study, we could put in evidence the key points of this contactor. On the one hand, the high level of turbulences, created by impact of the jet, ensures a very homogeneous emulsion and mass transfer, on the other hand, the phenomenon of gas aspiration limits considerably the energy consumption. The works were then directly to the application of this apparatus in treatment of waste water. The obtained results showed that our device is well adapted to this type of treatment

Dans le cadre de la recherche de procédés d'absorption gaz-liquide intensifiés, cette étude vise au développement des contacteurs membranaires pour la capture du CO₂ en post combustion, comparativement aux colonnes garnies. Les contacteurs à membranes fibres creuses microporeuses permettent un transfert de matière élevé mais sont confrontés à des problèmes de mouillage entraînant une dégradation importante des performances dans le temps. Notre but est de concevoir des fibres composites constituées d'une structure microporeuse et d'une peau dense fine et fortement perméable au CO₂ afin d'établir une barrière au passage du liquide et de limiter la résistance au transfert de matière. Pour cela, nous avons sélectionné des polymères super vitreux comme le PTMSP et le Téflon AF2400 qui se caractérisent par une très forte perméabilité au CO₂ et une bonne compatibilité chimique avec la MEA (liquide d'absorption de référence). Les fibres composites ont été réalisées par un procédé de recouvrement conduisant à une faible épaisseur de peau dense (1 à 2 microns). Des modules à fibres composites ont été testés pour séparer un mélange CO₂/N2 avec une solution aqueuse de MEA. Les fibres composites présentent des efficacités de capture similaires à celles des fibres microporeuses mais assurent en plus le maintien des conditions de non mouillage. Des simulations, reposant sur une modélisation 2D du transfert de matière, ont permis de prédire les performances des contacteurs membranaires à fibres composites dans des conditions plus proches de la réalité industrielle et ont mis en évidence un facteur d’intensification pouvant aller jusqu’à 6 par rapport aux colonnes garnies
The present work aims to explore the intensification of gas-liquid absorption processes. This study is applied to post combustion CO₂ capture by means of membrane contactors in comparison to packed columns. Microporous hollow fiber membrane contactors lead to high mass transfer but wetting problems are likely to occur and result in tremendous deterioration in performances with time. Our objective is to develop composite hollow fibers based on a microporous structure and a thin dense layer highly permeable to CO₂, in order to create a real barrier to liquid penetration and to limit mass transfer resistance. Super glassy polymers as PTMSP and Teflon AF2400 were selected for their extremely high CO₂ permeability and their chemical resistance to MEA (reference absorption liquid). Composite hollow fibers were made by coating and the dense layers obtained are thin (1 to 2 microns). Composite hollow fiber membrane contactors were tested for the separation of a CO₂/N2 mixture with an aqueous solution of MEA. Capture ratios achieved by composite hollow fibers are similar to those measured for microporous membranes and the dense layer prevents from wetting problems. Simulations based on 2D modeling of the mass transfer, show that the performances of composite hollow fiber membrane contactors, under operating conditions close to the industrial case, can lead to an intensification factor up to 6 compared to packed columns