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Dissertations / Theses on the topic 'Réacteurs à lit fixe'
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Courtais, Alexis. "Conceptions optimales de réacteurs à lit fixe par fabrication additive." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0003.
Full textAbstract:
Cette thèse est un travail prospectif qui vise à appliquer en Génie des Procédés des méthodes d’optimisation de forme développées dans d'autres domaines d'ingénierie. La première partie de ce travail est dédiée au développement d'une méthodologie d'optimisation de forme et à son implantation dans le logiciel libre OpenFOAM. Elle a ensuite été appliquée afin de déterminer la configuration optimale du garnissage d'un réacteur à lit fixe en deux dimensions en écoulement monophasique de liquide. La méthodologie développée est ensuite testée pour déterminer la forme du garnissage qui minimise la dissipation d'énergie dans le fluide due aux frottements visqueux, la concentration moyenne de réactif en sortie, ou les deux simultanément à l'aide de l'optimisation multicritère. Les configurations optimales déterminées sont satisfaisantes et permettent une amélioration significative de la conversion du réacteur ou de la perte d'énergie dans le fluide. Dans une seconde partie, une campagne expérimentale a été réalisée dans l'objectif de valider la modélisation CFD effectuée par le logiciel OpenFOAM, nécessaire à l'optimisation de forme et simulant l'écoulement et les réactions mises en jeu dans le réacteur. Pour cela, des maquettes à l'échelle 1 du réacteur initial et des réacteurs optimaux ont été fabriquées par impression 3D dans le but de les expérimenter. Les expériences s'articulent autour de 3 techniques de mesure, la PIV (Vélocimétrie par Image de Particules), la mesure de DTS (Distribution des Temps de Séjour) et la mesure de la conversion à la sortie du réacteur. Finalement, il a été montré que l'optimisation du réacteur sous sa forme 2D permet une amélioration significative de ses performances même si la configuration déterminée est sûrement sous-optimale. En effet, après avoir comparé les mesures expérimentales aux simulations en deux et trois dimensions, il a été constaté que la simulation 3D est plus représentative de la réalité que la simulation 2D. Ainsi, optimiser le réacteur sous sa forme 3D serait une perspective intéressante pour la suite à condition d'améliorer le traitement des contraintes liées à l'étape de fabrication additive des réacteursThis thesis is a prospective work which aims to apply in Chemical Engineering shape optimization methods developed in other areas of engineering. The first part of this work is dedicated to the development of a shape optimization method to determine the optimal configuration of a two-dimensional packed reactor with a single phase liquid flow. The developed method is then applied to determine the shape of the reactor packing that minimizes the energy dissipation in the fluid due to viscous friction, the average outlet concentration of reactant, or both simultaneously using multi-objective optimization. The optimal configurations determined are satisfactory and allow a significant improvement of the conversion rate or the energy losses in the reactor. In a second part, an experimental campaign was carried out in order to validate the CFD simulation performed by OpenFOAM software, required by the developed shape optimization approach and modeling the fluid flow and reactions involved in the reactor. For this purpose, scale 1 prototypes of the initial and optimal reactors have been manufactured by 3D printing in order to experiment them. The experimental campaign is based on 3 measurement techniques, the PIV (Particle Image Velocimetry), the measurement of RTD (Residence Time Distribution) and the measurement of the conversion rate at the reactor outlet. Finally, it has been shown that the optimization of the reactor in its 2D form allows a significant improvement of its performance even if the determined configuration is probably sub-optimal. Indeed, after comparing the experimental measurements with 2D and 3D simulations, it has been found that the 3D simulation is more representative of reality than the 2D simulation. Thus, optimizing the reactor in its 3D form would be an interesting perspective for the future works, provided the problem of constraints related to the reactor additive manufacturing step is fixed
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Ellman, Michael John. "Caractéristiques des réacteurs triphasés à lit fixe fonctionnant à co-courant vers le bas." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10265.
Full textAbstract:
La banque de données de résultats expérimentaux sur les réacteurs gaz-liquide et polyphasiques mise au point à Nancy est utilisée pour développer de nouvelles corrélations concernant les pertes de pression, le taux de rétention du liquide et les paramètres de transfert de matière gaz-liquide (coefficient de transfert de matière volumétrique et aire interfaciale)
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Sabiri, Nour-Eddine. "Etude de l'écoulement des fluides newtoniens et non newtoniens à travers les milieux poreux : lits fixes et lits fluidisés." Nantes, 1995. http://www.theses.fr/1995NANT2052.
Full textAbstract:
Dans ce memoire nous proposons un modele permettant d'evaluer les chutes de pression lors de l'ecoulement de fluides non newtoniens purement visqueux a travers les milieux poreux. Il est base sur une representation capillaire du milieu prenant en compte sa structure au travers de deux parametres: la tortuosite et la surface specifique dynamique. Le comportement rheologique des fluides, sur l'ensemble de l'intervalle de variation du gradient de vitesse determine a l'aide du modele, est represente par une serie de lois puissance. Ce modele est valide experimentalement pour des lits fixes de spheres et de particules non spheriques de formes diverses dans un large domaine de nombre de reynolds allant du regime de darcy au regime inertiel. Ce modele a egalement ete teste sur des milieux poreux stratifies. Des lits fixes tasses de plaquettes ont ete etudies selon deux configurations opposees particule-ecoulement. Dans les deux configurations nous avons mesure experimentalement les chutes de pression et determine les parametres structuraux du milieu, puis nous avons analyse les differences concernant leur comportement hydrodynamique. Le modele propose donne des resultats satisfaisants dans les deux configurations. Nous avons ensuite effectue une etude concernant les milieux poreux reticules de tres forte porosite et etudie sa limite de validite dans ce cas. Dans une deuxieme partie nous proposons d'etendre ce modele aux lits fluidises en prenant en compte la variation de la tortuosite en fonction de la porosite durant l'expansion pour chaque type de lit. Le modele a ete teste avec des fluides newtoniens et non newtonien purement visqueux sur des lits de spheres et de plaquettes. Il permet une bonne evaluation de la vitesse minimale de fluidisation et une bonne representation de l'expansion dans un domaine de porosite qui a ete precise dans chacun des cas
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Lara, Marquez Alejandro. "Les réacteurs à lit fixe à co-courant vers le haut de gaz et de liquide : étude du transfert de matière gaz-liquide." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1992. http://www.theses.fr/1992INPL138N.
Full textAbstract:
Le présent travail est orienté vers l'étude du transfert de matière gaz-liquide dans les réacteurs à lit fixe à co-courant vers le haut de gaz et de liquide. Plusieurs techniques d'absorption avec réaction chimique ont été appliquées pour la détermination du coefficient volumique de transfert de matière gaz-liquide cote liquide et de l'aire interfaciale gaz-liquide. Les paramètres hydrodynamiques tels que la perte de pression et la saturation de liquide ont été mesurés avec les mêmes fluides utilisés pour l'étude du transfert de matière. Les techniques chimiques utilisées sont: l'oxydation du sulfite de sodium étendue aux solutions visqueuses, la carbonatation de la soude et la carbamatation de la diéthanolamine en présence ou non d'ethyleneglycol. Une nouvelle méthode d'oxydation d'hydrazine (solution coalescente) est proposée
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Deydier, Alexandre. "Modélisation d’un réacteur de gazéification a lit fixe." Thesis, Pau, 2012. http://www.theses.fr/2012PAUU3012/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre d’une thématique générale du Laboratoire Thermique Energétique et Procédés de Pau consacré à l’étude et à la valorisation des déchets tels que la pyrolyse, la combustion et la gazéification, la thèse se focalise sur la modélisation des phénomènes de transports de masse, de quantité de mouvement et d’énergie en milieu multiphasique multiconstituant réactif dans le cas d’un réacteur de gazéification à lit fixe. La première étape de la modélisation consiste à décrire classiquement le mouvement de chacune des phases continues par les équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de la chaleur. Bien qu’à cette échelle les mécanismes soient parfaitement décrits, le passage à la simulation impose une étape d’homogénéisation par prise de moyenne. Ce changement d’échelle, décrit dans ce travail, conduit à un système d’équations homogène à l’échelle locale. Ce modèle est appliqué au cas du procédé de gazéification de déchets de la société Europlasma nommé CHO-Power. Les simulations bidimensionnelles instationnaires du problème ont permis de mettre en lumière les différents mécanismes en présence au cours du procédé ainsi qu’un certain nombre de verrous dans l’obtention du chemin de convergence conduisant au régime permanentOne of the thematics of the “Laboratoire Thermique Energétique et Procédés de Pau” is the study and the valorization of waste as pyrolysis, combustion and gasification for example. In this context, this work deals with modeling of heat, mass and momentum transport in a multiphase multi components reactive medium for a fixed bed gasifier. Conservation equations are first written for each phase. The macroscopic partial differential equations are expressed by integrating these microscopic conservation laws over a representative volume. This change of scale, described in this work, leads to a homogeneous system of equations. This model is applied to the case of the gasification of waste process of the Europlasma company named CHO-Power. The unsteady two-dimensional simulations of the problem allowed to highlight the different mechanisms present during the process and a number of locks in obtaining convergence path leading to the steady state
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Azgui, Samira. "Comparaison des performances catalytiques entre un réacteur à lit fixe et un réacteur à lit fluidisé : application à la réduction des oxydes d'azote." Compiègne, 1997. http://www.theses.fr/1997COMP1036.
Full textAbstract:
Les informations empiriques (température, pression partielles. . . ) obtenues sur un catalyseur solide, permettent d'établir sa spécificité envers une réaction donnée. Néanmoins, la catalyse hétérogène étant définie comme un phénomène de contact, il est important d'associer aux conditions opératoires habituellement traitées l'influence du mode de mise en œuvre. Nous avons établi une méthodologie expérimentale qui consiste à mener à l'identique la réduction catalytique et sélective du monoxyde d'azote (SCR) par l'ammoniac, sur V205/Ti02-SiO2 sous forme de poudre, et cela dans deux types de réacteurs de taille identique (lit fixe et lit fluidisé). A faible température, la réactivité de NO et NH3 est particulièrement sensible à la nature du réacteur. Le réacteur à lit fluidisé améliore la conversion de NH3 quelles que soient les conditions opératoires. Le résultat le plus significatif étant essentiellement une évolution de la stoechiométrie, accentuée par le réacteur à lit fluidisé qui semble de ce fait favoriser la formation du protoxyde d'azote (gaz nocif). Par conséquent, le mécanisme réactionnel évolue avec la nature du réacteur, donc du mode de mise en contact du catalyseur solide avec le mélange réactionnel.
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Pitault, Isabelle. "Modélisation du craquage catalytique de distillats sous vide : modèle cinétique basé sur une description moléculaire." Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2296.
Full textAbstract:
Le craquage catalytique en lit fluidise transporte (fcc) est un procede de raffinage complexe dans lequel il est difficile de prevoir l'effet des conditions operatoires sur les rendements et qualites des produits formes. Dans le but de simuler numeriquement ce reacteur, la modelisation cinetique du craquage catalytique a ete entreprise. Un modele cinetique capable de prevoir la composition chimique de l'essence obtenue a partir de distillats sous vide, en fonction des conditions operatoires est propose. Il comporte 19 familles se differenciant par leur point de coupe et leur nature chimique (paraffine, olefine, naphtene, aromatique). Les reactions qui les lient sont le craquage, le transfert d'hydrogene, la cyclisation et la condensation. La validite du modele a ete verifiee a l'aide de mesures en micro-reacteur a lit fixe dans differentes conditions operatoires: type de charge, masse de catalyseur (de 1 a 6 g), taux de coke predepose sur le catalyseur (0 a 2% de poids), avec une temperature fixe de 530c. Les coefficients stchiometriques du transfert d'hydrogene ont ete estimes par des mesures utilisant des melanges de charges et des molecules modeles telles que le phenyldecane et la decaline. Les vitesses de reaction sont exprimees en fonction des concentrations molaires des reactifs et la desactivation est representee par une fonction du coke forme. Les ordres sont supposes egaux a 1 pour les reactions de craquage et a 2 pour celles de transfert d'hydrogene et de condensation. La determination des 25 constantes de vitesses par optimisation a necessite la modelisation numerique du micro-reacteur. Les resultats obtenus sont satisfaisants, ils montrent qu'un tel modele represente les evolutions observees en micro-reacteur. Les valeurs des constantes cinetiques trouvees sont compatibles avec celles publiees dans les etudes sur molecules modeles. Neanmoins, diverses propositions sont faites pour ameliorer le modele et la precision des constantes
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Larpin, Laurent. "Traitement des rejets d'industries de transformation du lait par bioréacteur à membrane associant un lit fixé anaérobie et une unité d'ultrafiltration." Caen, 2003. http://www.theses.fr/2003CAEN2060.
Full textAbstract:
Le couplage d'un digesteur anaérobie à lit fixé et d'une unité d'ultrafiltration assure un traitement efficace des rejets des industries de transformation du lait. Les fortes teneurs en biomasse maintenues par ce bioréacteur à membrane autorisent des rendements épuratoires élevés et une grande robustesse face à des variations de charges hydrauliques et polluantes. Le procédé réduit au minimum 95% de la DCO d'un effluent de 2 à 11 gO2/L avec des temps de séjour dans le digesteur compris entre 35 et 75 heures. La membrane (4 kD) retient de 40 à 90% de la DCO soluble issue du réacteur et stabilise le rejet lors de phases transitoires d'activité biologique. L'ultrafiltration représente 50% des coûts d'investissement et de fonctionnement du système. La demande énergétique provenant de l'unité de filtration et du chauffage du digesteur est en partie réduite par la valorisation du biogaz produit (70% de méthane). L'autonomie calorifique est obtenue pour une DCO de l'effluent de 10 gO2/L.
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Colli, Serrano Maria Teresa, and Gabriel Wild. "Hydrodynamique et transfert de chaleur dans un réacteur à lit fixe gaz-liquide-solide." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL098N.
Full textAbstract:
L'étude de l'hydrodynamique et du transfert de chaleur à la paroi des réacteurs catalytiques à lit fixe en écoulement arrosé à co-courant descendant (RCLFA) ou noyé a co-courant ascendant (RCLNA) de gaz et de liquide est présentée ici. Les mesures expérimentales ont été obtenues sur une colonne de 3,3 m de haut et 100 mm de diamètre garnie de billes de verre de diamètre de 2 à 6 mm, chauffée à la paroi. Le gaz utilisé est de l'azote: on utilise plusieurs liquides afin d'étudier l'influence de leurs propriétés physiques: eau, solutions d'éthylène glycol à 40 et 60% en masse, solution de pentanol à 1,5%. Les profils radiaux de températures sont mesurés dans le lit, et les paramètres de transfert thermique-conductivité thermique radiale équivalente du lit et coefficient de transfert de chaleur à la paroi, sont obtenus par minimisation de l'écart entre les profils mesurés et les profils calculés par un modèle pseudo-homogène à écoulement piston. En écoulement gaz-liquide, l'hydrodynamique a une grande influence sur le transfert, on a donc aussi étudié les régimes d'écoulement, la perte de charge et la rétention liquide. On étudie l'influence des conditions expérimentales (débits de fluides, taille de particules, régimes d'écoulement, propriétés du liquide) sur les paramètres hydrodynamiques et de transfert de chaleur, obtenus expérimentalement en écoulement monophasique de liquide et en écoulement diphasique de gaz et de liquide. Les résultats sont comparés aux résultats de la littérature. Des corrélations originales sont proposées. Une étude comparative entre les RCLNA et RCFA est aussi présentée
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Gutsche, Stephan. "Transfert de chaleur dans un réacteur à lit fixe à cocourant ascendant de gaz et de liquide." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1990. http://www.theses.fr/1990INPL026N.
Full textAbstract:
Pour décrire le transfert de chaleur à l'intérieur d'un lit fixe traversé par un fluide, nous avons utilisé le modèle pseudohomogène à écoulement piston. Les paramètres du modèle sont: la conductivité thermique radiale effective qui décrit le transfert de chaleur au sein du lit et le coefficient de transfert de chaleur à la paroi qui décrit le transfert de chaleur entre la paroi du réacteur et le lit. Nous avons déterminé expérimentalement la conductivité thermique effective, la rétention de liquide et le coefficient de transfert de chaleur à la paroi à l'interieur d'un lit fixe traversé en cocourant ascendant par de l'eau et de l'azote. Dans le cas d'un écoulement monophasique de liquide, nous avons montré qu'expérimentalement que le profil de vitesse peut dévier considérablement de l'écoulement piston si les gradients radiaux de température sont élevés et si la dispersion radiale est faible. L’utilisation du modèle avec écoulement piston conduit dans ce cas à une dépendance apparente des paramètres de transfert de chaleur de la longueur du lit et de la puissance de chauffe appliquée. Un modèle simple à deux zones avec une vitesse plus importante à la paroi et une vitesse plus faible au sein du lit permet alors une meilleure représentation de nos profils de température expérimentaux. Nous avons comparé nos valeurs de la conductivité thermique effective avec celles prévues par les corrélations de la littérature. Le modèle de Schlunder décrit de façon satisfaisante nos résultats à condition que la vitesse réelle du liquide au sein du lit soit connue. L’échange radial plus élevé en écoulement biphasique gaz-liquide évite l'apparition d'un écoulement préférentiel à la paroi. Le modèle pseudohomogène à écoulement piston représente correctement les profils de température expérimentaux. Nous avons observé une forte influence du régime d'écoulement sur la conductivité thermique effective
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Benkrid, Karima. "Étude globale et locale de l'hydrodynamique des écoulements gaz-liquide dans les réacteurs à lit fixe." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1999. http://www.theses.fr/1999INPL027N.
Full textAbstract:
Ce travail contribue à la compréhension des mécanismes d'écoulement dans les réacteurs à lit fixe fonctionnant à co-courant de gaz et de liquide. L'écoulement gaz - liquide en régimes à haute interaction (pulsé et bulles dispersées) est décrit à l'échelle du réacteur par des modèles basés sur l'interaction liquide - solide (équation d'Ergun, et équation fondée sur l'écoulement en couche limite laminaire) et gaz - liquide (concept de la vitesse de glissement). La combinaison des modèles permet d'estimer à priori deux paramètres de fonctionnement : la perte de pression et la saturation de liquide. Les modèles sont validés par comparaison des prédictions à une banque de données d'environ 1500 mesures en co-courant vers le haut et de 460 mesures en co-courant vers le bas. La qualité de prédiction obtenue est équivalente aux meilleures corrélations empiriques de la littérature. Afin d'étudier l'écoulement à l'échelle des interstices du milieu poreux, un réacteur quasi-bidimensionnel est conçu en utilisant les méthodes de l'analyse dimensionnelle. Son comportement hydrodynamique global (perte de charge, régimes d'écoulement) est très proche des réacteurs à lit fixe classiques. L'écoulement des bulles de gaz en régime à bulles dispersées est étudié à l'échelle des pores par des enregistrements à l'aide d'une caméra vidéo haute fréquence et par un réseau de sondes conductimétriques. Les bulles de gaz traversent les rétrécissements verticaux du milieu poreux par des à coups de vitesse et stagnent et oscillent dans les élargissements. L'hétérogénéité de leur taille, de leur forme et de leur vitesse est quantifiée.
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Genot, Jean-Paul. "Nouvelles approches d'étude de l'hydrodynamique en milieu poreux." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL080N.
Full textAbstract:
Dans le but d'améliorer les performances des réacteurs lits fixes, en particulier des réacteurs trickle beds, ce travail de thèse vise à contrôler l'écoulement des fluides circulants dans ces installations. Deux approches très différentes de l'hydrodynamique dans ce type de milieux poreux ont été étudiées. Dans une première partie, la structure géométrique du lit fixe a servi de base à la construction d'un modèle d'écoulement interne de type réseau : les pores sont assimiles à des nœuds ou capacités, les gorges de pores ou interconnections sont assimilées à des branches, les résistances à l'écoulement leur étant attribuées aléatoirement à partir d'une loi statistique. Au vu d'un grand nombre d'échantillons de lits fixes recrées par ordinateur, il a été démontré l'existence d'une échelle de longueur intermédiaire destinée au développement d'un modèle macroscopique. Dans une seconde partie, l'écoulement au sein d'un milieu poreux a été comparé à l'écoulement périodique dans le temps entre deux cuves elliptiques confocales. À partir de l'expression analytique de l'écoulement de stokes au sein de ce système, un ensemble d'outils informatiques tridimensionnels a été développé afin de mettre en évidence et quantifier le caractère chaotique de l'écoulement, et de déterminer l'influence des divers paramètres principaux sur l'efficacité du mélange. Une analogie basée sur les distributions de temps de séjour entre système dynamique et lit fixe réel a pu être établie pour certaines configurations géométriques et certains protocoles de rotation.
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Rode, Sabine. "Analyse spatio-temporelle des phénomènes hydrodynamiques et de transfert de matière au sein d'un réacteur à lit fixe opérant en écoulement monophasique de liquide ou en co-courant vers le bas de gaz et de liquide : mise en œuvre de la technique des microsondes électrochimiques." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1992. http://www.theses.fr/1992INPL093N.
Full textAbstract:
L'utilisation de la technique des microsondes électrochimiques sur la paroi d'un lit fixe fonctionnant à écoulement monophasique de liquide ou a co-courant vers le bas de gaz et de liquide, permet d'étudier l'hydrodynamique des écoulements et les mécanismes de transfert de matière liquide-solide. En admettant l'existence d'une couche limite hydrodynamique à proximité de l'interface liquide-solide, le signal délivré par les microsondes peut être en effet relie au gradient pariétal de vitesse et au frottement local liquide-solide. En écoulement monophasique de liquide, nous avons mis en évidence la transition entre un écoulement très stable et un écoulement à caractère aléatoire prononcé. Dans l'écoulement à caractère aléatoire nous avons observé la présence d'agrégats de liquide dont la taille est comparable à la taille des interstices. Le mécanisme de transfert de matière liquide-solide semble être intermédiaire entre un mécanisme laminaire et un mécanisme turbulent. En co-courant vers le bas de gaz et de liquide, la technique des microsondes permet l'étude du mouillage local de la paroi ainsi que la détermination expérimentale des limites entre les différents régimes d'écoulement rencontrés. En régime à bulles dispersées l'écoulement pariétal est très instable, ce qui semble être du aux bulles de gaz se déplaçant par des à-coups de pression et accrochant le liquide, en écoulement visqueux. Le mécanisme de transfert de matière liquide-solide semble laminaire. Un bilan macroscopique d'énergie mécanique montre que l'énergie transmise par le gaz au liquide est essentiellement de l'énergie fluctuante, inefficace dans un processus de transfert de matière laminaire
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Soltana, Farouk. "Simulation de l'hydrodynamique et des transferts de matière et de chaleur dans les réacteurs à lit fixe." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2004_SOLTANA_F.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à la modélisation et simulation de l'hydrodynamique et des transferts de matière liquide/paroi et de chaleur dans les réacteurs à lit fixe et à écoulement monophasique de liquide et diphasique (gaz-liquide) à co-courant vers le bas (RCLFA). En modélisation, l'approche utilisée est du type "bilans de populations", développée par Kashiwa et Rauenzahn (1994). Dans le but de fermer le système d'équations, plusieurs modèles phénoméno- logiques d'interactions fluides/solide et gaz/liquide sont utilisés. Dans le cas des réacteurs gaz/liquide à lit fixe et à écoulement à co-courant vers le bas, les simulations de l'hydrodynamique et du transfert de matière liquide/paroi sont effectuées en régime ruisselant et dispersé. En plus, de l'étude de ces deux régimes, la simulation du régime pulsé induit est traitée Toutes les simulations ont été réalisées à l'aide du code de calcul CFDLib. Les résultats obtenus sont comparés aux mesures expérimentales précédemment effectuées au laboratoire, et aux corrélations de la littérature. Enfin, en ce qui concerne le transfert de chaleur, la simulation d'un lit fixe et à écoulement monophasique est abordée notamment à l'aide des modèles à une et à de!Jx températures. Ces études ont donné lieu à des résultats encourageants, qui vont servir de base à de prochaines études dans le domaine des écoulements en lit fixe avec réaction chimiqueThis work deals with modelling and simulation of hydrodynamics, liquid-to-wall mass and heat transfer in fixed bed reactors with both single phase liquid and co-current gas/liquid down flow (trickle-beds). Ln modelling, the averiged statistical approach developed by Kashiwa and Rauenzahn (1994) is adopted through the use of the code CFDlib. Different phenomenological relations of fluids/solid and gas/liquid interactions are used to close the process model equations. Simulations of hydrodynamics and liquid-to-wall mass transfer are carried out in trickling and dispersed flow regimes. Ln addition to these two regimes, the simulation of induced pulsing flow is investigated. The results are compared to the experimental measurements previously obtained in our laboratory in trickle-bed reactors and to appropriate correlations of literature. Concerning heat transfer, only single phase liquid down flow is considered. The simulation is based on both homogenous and heterogeneous models
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Lamarche, Pierre. "Contribution à l'étude expérimentale et à la modélisation de la gazéification étagée de biomasse en lit fixe." Nantes, 2011. http://www.theses.fr/2011NANT2093.
Full textAbstract:
Véritable alternative à la combustion, la valorisation énergétique de la biomasse par gazéification puis cogénération, répond à la double problématique de la production d’énergie et de l’élimination des résidus de bois. Le travail présenté dans cette thèse concerne le développement d’un outil dédié au dimensionnement des réacteurs de pyrolyse à lit fixe continu à chauffage externe, pour les procédés de gazéification étagée de petite et moyenne puissance (< 500 kWe). Cet outil permet la prédiction des champs de température et de concentration au sein du lit en fonction des conditions opératoires (dimensions du réacteur, débit massique de bois, température de paroi) et des propriétés du combustible (humidité et granulométrie). Dans le cadre de la mise au point de cet outil, une installation expérimentale étagée composée d’un réacteur de pyrolyse à lit fixe à chauffage externe, et d’un réacteur de gazéification batch, a été développée. Les profils de températures instationnaires obtenus sur le réacteur de pyrolyse ont permis la validation d’un modèle de pyrolyse batch, et la détermination d’un paramètre clé du modèle : la conductivité thermique effective. A l’issue de cette validation, le modèle a été extrapolé pour la modélisation de la pyrolyse continue, et une étude paramétrique a permis d’identifier les paramètres limitants lors de la pyrolyse à chauffage externe. On présente ensuite, les résultats expérimentaux obtenus sur le réacteur pilote de gazéification, et on propose des recommandations pour l’amélioration des étages d’oxydation partielle et de gazéification du charbonReal alternative with combustion, the energy valorization of the biomass by gasification and CHP answers to the double problem of energy production and wood residues elimination. The work presented in this thesis is related to the development of a dimensioning tool for the continuous fixed bed and external heating pyrolysis reactors integrated into staged gasification process for small and middle power plants (< 500 kWe). This tool allows the prediction of the temperature fields and species concentrations within the bed according to the operating conditions (reactor geometry, wood mass flowrate, wall temperature) and biomass properties (moisture, particle type). Within the framework of this tool development, a staged experimental device made up of a fixed bed and external heating pyrolysis reactor, and of a batch gasification reactor was developed. The obtained transient temperatures profiles on the pyrolysis reactor allowed the validation of a batch pyrolysis model and the determination of a key parameter of the model: the effective thermal conductivity. At the conclusion of this validation, the model was extrapolated for the modeling of continuous pyrolysis, and a parametric study made it possible the limiting parameters identification during pyrolysis with external heating. Lastly, experimental results obtained on the gasification reactor of the experimental device are presented, and recommendations for the improvement of partial oxidation and char reduction stages are given
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Latifi, Abderrazak. "Analyse globale et locale des phénomènes de transfert de matière liquide-solide dans un réacteur à lit fixe fonctionnant à co-courant vers le bas de gaz et de liquide." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10042.
Full textAbstract:
Analyse globale (échelle macroscopique) et locale (échelle microscopique) de l'hydrodynamique et du transfert de matière dans le réacteur du titre. Deux solutions : l'une aqueuse et l'autre organique (DMSO) sont étudiées. Le flux de transfert de matière est déterminé par une méthode électrochimique. Les paramètres suivants sont étudies : débit des phases gazeuses et liquides, dimension des particules, nombre de Schmidt du liquide et milieu considéré. L’analyse locale est menée par la technique des microélectrodes en paroi inerte pour déterminer le gradient pariétal de vitesse
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Larachi, Faïçal. "Les réacteurs triphasiques à lit fixe à écoulement à co-courant vers le bas et vers le haut de gaz et de liquide : étude de l'influence de la pression sur l'hydrodynamique et le transfert de matière gaz-liquide." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1991_LARACHI_F.pdf.
Full textAbstract:
AL'étude de l'hydrodynamique et du transfert de matière gaz-liquide des réacteurs catalytiques à lit fixe sous pression (0,2-8,1 MPa) en écoulement arrosé a co-courant descendant (RCLFa) ou noyé a co-courant ascendant (RCLNA) de gaz et de liquide, a été présentée. Quelques 3500 mesures expérimentales ont été obtenues sur une colonne de 1 m de haut et 0,023 m de diamètre, mettant en œuvre près de 40 systèmes gaz-liquide-solide différents, afin d'étudier : i) la perte de pression monophasique de gaz ou de liquide ; ii) les régimes d'écoulement dans les RCLFA ; iii) la perte de pression bi phasique dans les RCLFA et les RCLNA ; iv) la saturation liquide dans les RCLFA et les RCLNA ; v) l'aire interfaciale gaz-liquide dans les RCLFA; vi) le coefficient volumétrique de transfert de matière cote liquide dans les RCLFA. Deux critères d'extrapolation de l'influence de la pression sur l'hydrodynamique (perte de pression bi phasique et saturation liquide), ainsi que quatre nouvelles corrélations (deux pour la perte de pression bi phasique, une pour la saturation liquide et une pour l'aire inter faciale gaz-liquide) ont été développées. Une modification du diagramme d'écoulement de charpentier et Favier a été proposée pour la prévision du déplacement de la transition entre les régimes ruisselant et pulse en fonction de la pression dans les RCLFA
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Roussel, Martial. "Hydrocraquage d'alcanes sur des systèmes catalytiques amorphes : étude des paramètres régissant l'activité et la sélectivité des catalyseurs." Poitiers, 2002. http://www.theses.fr/2002POIT2300.
Full textAbstract:
Notre objectif était de mettre au point des catalyseurs d'hydrocraquage permettant de transformer de façon sélective les distillats sous vide en gazole. Nous nous sommes intéressés aux catalyseurs sulfures de Ni et de W déposés sur silice-alumine, au moyen d'une réaction modèlemodèle : l'hydrocraquage du n-décane. La fonction acide, faible, intervient très peu dans le schéma réactionnel. La réaction majoritaire observée est l'isomérisation du n-décane en isomères monobranchés. La faible importance du craquage bifonctionnel a permis de mettre en évidence l'existence d'une réaction de craquage direct du n-décane. Cette réaction se produit sur la phase sulfure, par un mécanisme faisant intervenir l'arrachement d'un proton par un soufre basique. Nous avons observé que l'utilisation d'une teneur en NiW moitié de la teneur habituelle ne modifiait ni l'activité ni la sélectivité du catalyseur. Le catalyseur non promu W/silice-alumine est aussi actif que le catalyseur NiW/silice-alumineThe aim of this work was to develop catalysts allowing to transform selectively the vacuum distillates into gasoil. The catalysts used in this work were Ni and W sulfides supported on silica-alumina. Hydrocracking of vacuum distillates was modelized by the hydrocracking of n-decan. The acidic function played a very small role in the reaction scheme due to the weak acidity of the support. The main reaction observed was the isomerization of n-decan into monobranched isomers. Owing to the small importance of the bifunctional cracking reaction, a direct cracking reaction of n-decan was evidenced. This reaction took place on the hydro-dehydrogenating function, through abstraction of a proton by a basic sulfur atom. A NiW content half of the habitual one did not modify the activity and the selectivity of the catalyst. The unpromoted W/silica-alumina catalyst was as active as the promoted NiW/silica-alumina catalyst, produced more multibranched isomers and less cracking products
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Borremans, Didier. "Opération périodique des réacteurs catalytiques à lit fixe arrosé : étude expérimentale de l'hydrodynamique, de la conductivité thermique radiale et de la maldistribution de l'écoulement liquide." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL039N.
Full textAbstract:
Ce travail présente l'étude expérimentale de l'influence de l'opération périodique sur l'hydrodynamique des écoulements dans un trickle-bed et sur les grandeurs qui y sont associées. L'opération périodique consistait en une alimentation du liquide en créneaux. Le domaine du régime pulsé peut être étendu vers des débits de liquide moyens inférieurs en opération périodique. On observe expérimentalement que le temps de séjour d'une molécule de traceur dépend du moment d'injection. Cette dépendance est très bien prédite en tenant compte de la propagation d'ondes de continuité. Le caractère piston de l'écoulement du liquide ne paraît pas détérioré par l'opération périodique. Aucun effet significatif sur la distribution "naturelle" du liquide, mesurée à deux échelles, n'a été constaté. Les conductivités thermique radiales effectives en opération périodique sont très proches de celles mesurées en opération stationnaire à vitesse moyenne de liquide identiqueThe influence of periodic operation on the hydrodynamics in trickle-bed reactors, and on the related parameters, was studied experimentally in this work. Periodic operation consisted in a square-waved liquid feed. The pulse flow domain can be extended towards lower mean liquid velocities by a periodic liquid feed to has been observed experimentally that a tracer's residence time depends upon the moment of injection. This dependence is very well predicted when taking the propagation of continuity waves into account. The importance of the residence time variations during one feed cycle depends on the du ration of the cycle, with all other operating parameters constant. The plug flow character of the liquid does not seem to be deteriorated by periodic operation. No significant effect on the "natural" distribution of the liquid, measured at two different scales, has been observed. The effective radial thermal conductivity under periodic operation is of the same magnitude as the one measured under steady state conditions at the same mean liquid velocity
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Haid, Jürgen. "Recherches sur un procédé de conversion catalytique de méthane en hydrocarbures supérieurs." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1997. http://www.theses.fr/1997INPL113N.
Full textAbstract:
Le méthane, de par ses réserves importantes, a un potentiel comme source d'énergie fossile propre et de matières premières. La plupart des gisements du gaz naturel sont éloignés des centres de consommation et pour leur valorisation, il faut diminuer le coût de transport du méthane. Un procédé de transformation du méthane en hydrocarbures liquides serait donc particulièrement intéressant. Une des voies prometteuses est une procédure non oxydante en deux étapes dont le principe consiste à envoyer un flux de méthane sur une surface métallique. On observe une adsorption de méthane avec simultanément un dégagement transitoire d'éthane et d'hydrogène. Dans une deuxième étape, on soumet la surface à un flux d'hydrogène et on constate une désorption des hydrocarbures supérieurs. Le travail est orienté selon deux axes, l'une expérimental, l'autre de modélisation. Nous avons d'abord construit un dispositif expérimental. Ensuite de nombreuses expériences ont été réalisées pour étudier l'influence des conditions opératoires (temperature, pression, débits. Temps de cycle) et pour déterminer, si possible, leurs valeurs optimales. Dans l'objectif d'une étude de la stabilité du catalyseur et de l'influence de la pression, nous avons conçu un micro-pilote comportant un réacteur à lit fixe alimente par du méthane et de l'hydrogène en alternance. Et le recyclage de méthane. En outre nous avons proposé les solutions techniques envisageables du point de vue d'une application industrielle. En parallèle, nous avons développé des modèles cinétiques de complexité croissante pour décrire les observations expérimentales. Ces expériences ont servi de donnés pour déterminer les paramètres des modèles. Un premier modèle très simple nous permet de représenter correctement des tendances en considérant séparément les deux étapes. Un modèle plus complexe permet une représentation commune en termes de paramètres cinétiques et prend en compte plus d'hydrocarbures.
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Lesage, François. "Modélisation et expérimentation des transferts de matière et de quantité de mouvement dans les réacteurs à lit fixe." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00790847.
Full textAbstract:
La première partie de ce travail traite de la modélisation et de la simulation de l'hydrodynamique et du transfert de matière dans les réacteurs à lit fixe arrosés. Le milieu poreux a été considéré comme un continuum par prise de moyenne des équations de transport microscopiques. Différents modèles prenant en compte l'effet de paroi de notre système ont été proposés, résolus et confrontés à des résultats expérimentaux. Les résultats obtenus sont assez satisfaisants, et ont permis de choisir les modèles les plus appropriés. Des modèles plus complexes, établis grâce aux résultats expérimentaux, devraient permettre d'améliorer la qualité des simulations. Dans une seconde partie, l'étude locale de l'hydrodynamique a été menée, essentiellement à l'aide de microélectrodes insérées dans un pore, qui permettent la mesure par voie électrochimique des gradients de vitesse. En écoulement de liquide seul, les limites des régimes d'écoulement ont été déterminées. On a pu confirmer le comportement turbulent à fort débit et caractériser l'écoulement du fluide au sein d'un pore, notamment à l'aide des auto- et intercorrélations des mesures. Enfin, nous avons utilisé un modèle de renouvellement de surface couplé à la méthode VITA (Variable Interval Time Averaging) pour calculer le gradient de vitesse moyen. En écoulement gaz-liquide, la technique électrochimique est moins intéressante. Nous avons par contre pu caractériser les écoulements pulsés à l'aide de sondes de pression en paroi.
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Ferreira, Martins Márcio. "Structure d'un front de combustion propagé en co-courant dans un lit fixe de schiste bitumineux broyé." Toulouse, INPT, 2008. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000749/.
Full textAbstract:
La propagation d'un front de combustion au sein d'un milieu poreux réactif met en œuvre des mécanismes thermiques, chimiques et de transfert, avec de forts couplages. Afin de caractériser la structure thermique et chimique du front, un dispositif expérimental finement instrumenté permettant la réalisation d'expériences de combustion co-courant 1D a été mis au point, puis validé avec un milieu poreux modèle : un mélange carbone/sable. Ce réacteur à lit fixe vertical est alimenté en air descendant ; un dispositif original permet de prélever des microéchantillons de gaz au sein même du front. La combustion du schiste bitumineux de Timahdit au Maroc broyé à 500-1000 µm et additionné de sable est réalisée avec une vitesse d'air (de Darcy à 20°C) de 0. 024 m s-1. Le front se propage à 6. 13x10-5 m s-1 et sa température de pic est de 1100 °C. Un bilan matière est établi sur la base d'une caractérisation chimique et physique détaillée du milieu, de son résidu solide après combustion et des produits gazeux. La matière organique est convertie pour1/4 en carbone fixe – dont l'oxydation fournit l'énergie qui propage le front -1/4 en gaz de pyrolyse et 1/2 en huile. Un modèle numérique à deux températures développé par l'IMFT a été validé. Les approches à la fois expérimentale et numérique permettent in fine d'évaluer l'épaisseur des différentes zones de réaction : devolatilisation du schiste, oxydation du résidu carboné et décarbonatation de CaCO3. Une étude de variation des paramètres principaux - vitesse d'air et taille des particules - est finalement proposéeThe structure of a combustion front propagating in a fixed bed of crushed oil shale: co-current configuration. The propagation of a combustion front in reactive porous medium involves thermal, chemical and fluid flow mechanisms, with strong couplings. In order to describe the thermal and chemical structure of the combustion front, a new experimental device, finely instrumented, allowing to carry out 1D experiments in co-current combustion was designed and developed. To validate the combustion cell, a porous medium model - a mix of charcoal/sand was used. This fixed bed down flow reactor is equipped with an original system that allows micro sampling gas within the combustion front. For the experiments with the oil shale from Timahdit in Morocco, it was crushed and sieved into particle size at 500-1000 µm and mixed with sand. The combustion was carried out at air velocity of 0. 024 m s-1 at STP. The front propagates at 6. 13x10-5 m s-1 and its temperature peak is 1100 °C. A mass balance was made based on a detailed chemical and physical characterization of the medium, its solid residue after combustion and flue gas. The organic matter is converted into 1/4 of fixed carbon – which the oxidation reactions provide the energy to propagate the front -1/4 into pyrolysis gas and 1/2 into oil. A two temperature numerical model developed by IMFT was validated. Combining, experimental and numerical approach made it possible in fine to evaluate the thickness of the different reaction zones: oil shale devolatilization, fixed carbon oxidation and CaCO3 decarbonation. A parametric study varying the air velocity and particle size is finally proposed
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Dória, Silva Humberto. "Étude de la répartition de la lumière dans un réacteur photocathalitique solaire." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL119N.
Full textAbstract:
Le traitement photocatalytique d'eaux usées est un procédé efficace ou l'excitation lumineuse représente le coût principal d'exploitation, ce qui suscite le développement de réacteurs solaires. Par ailleurs, un catalyseur en lit fixe est préfère à une suspension car il élimine l'opération de filtration. Si de nombreuses études physico-chimiques ont été menées, il existe peu de recherches en matière de génie photocatalytique. L’objet de ce travail a donc été de réaliser une simulation de la distribution de la lumière dans un réacteur solaire à lit fixe, afin d'assister la conception d'un tel réacteur. Le travail a été conduit en deux étapes : détermination expérimentale de la loi de dispersion sur un lit catalytique réel, suivie de l'application à la distribution de la lumière dans un modèle de réacteur solaire. Un montage original a été développé, qui permet de capter la lumière dispersée dans l'espace par un dépôt soumis à un rayonnement incident laser de faible puissance grâce à un montage goniométrique. Un logiciel de calcul a été développé parallèlement pour convertir les données brutes en une abaque numérique utile. Les données expérimentales font apparaitre qu'en dehors de la transmission directe et de la réflexion spéculaire, il apparait une réflexion et une transmission diffuses sensiblement uniformes dans tout le demi-espace. Si la loi de distribution de la dispersion est assez accessible, le bilan conduisant à l'absorption est délicat à réaliser. Le réacteur solaire choisi est constitué d'un ensemble de plaques planes parallèles fixes au sein d'un large réacteur parallélépipédique. Deux modes de simulation peuvent être envisagés, soit aléatoire (méthode de Monte-Carlo), soit détermininiste. Cette dernière technique a été préférée dans le cas étudié d'un support de géométrie bien définie. Le logiciel analyse la répartition de la lumière par des dispersions consécutives en considérant une arborescence complexe et en mettant en œuvre divers processus d'arrêt du calcul conciliant le temps de calcul et la précision. Ce logiciel a permis de comparer diverses configurations en jouant sur l'inclinaison des plaques et leur distance. Il met en particulier en évidence l'effet de tels paramètres sur la répartition de l'irradiation sur les plaques et l'absorption totale du système.
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Léonard, Stéphan. "Synthèse de Fischer-Tropsch en réacteur à alimentations séparées." Compiègne, 2001. http://www.theses.fr/2001COMP1359.
Full textAbstract:
La synthèse de Fischer-Tropsch offre une alternative à la production d'hydrocarbures par la réaction d'hydrogénation du monoxyde de carbone sur des métaux de transition. La maîtrise de la sélectivité de la réaction permettrait d'orienter préférentiellement la formation des hydrocarbures vers une coupe précise plutôt que d'avoir un large éventail de produits pas toujours utilisables sans traitement ultérieur. Le but de ce travail est d'étudier l'influence de l'alimentation séparée en réactifs sur le comportement de la synthèse et de conduire à une meilleure sélectivité en produits de la coupe diesel (C10+). Différentes configurations de réacteurs utilisant des membranes inorganiques en alumine, catalytiques ou non (IMPBR, CMR), et un catalyseur à base de cobalt ont été utilisés. L'introduction séparée des constituants du gaz de synthèse permet la formation d'alcanes et de diriger cette dernière préférentiellement vers la coupe C10+ dans le cas d'un IMPBR, démontrant la faisabilité du procédé. Pour ce type de réacteur, l'influence du rapport du débit des réactifs, du gaz diffusant par la membrane (H2 ou CO) et la nature de cette dernière (alumine ou composite) ont été étudiées. Une membrane en alumine y avec un faible rapport H2/CO (< 2) permet de déplacer le plus la sélectivité vers Clo10+: jusqu'à 46% de C10+ contre 36% en réactifs mélangés. La diffusion de l'hydrogène favorise la formation de molécules en C10+à la différence du CO qui favorise la formation de produits légers. Une alimentation périodique, notamment en monoxyde de carbone, permet d'obtenir un très fort déplacement de la formation des hydrocarbures vers la coupe diesel, sans toutefois provoquer de désactivation du catalyseur. En maintenant l'ensemble réactionnel sous une alternance rapide de pulsations d'alimentation en monoxyde de carbone, il semble possible de conserver une sélectivité élevée en diesel.
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Bellut, Maxime. "Fonctionnement d'un réacteur catalytique à lit fixe arrosé en régime cyclique pour l'oxydation du dioxyde de soufre sur charbon actif." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10381.
Full textAbstract:
Le but du présent travail était d'étudier le comportement d'un réacteur catalytique à lit fixe arrosé (RCLFA) lorsqu'il fonctionne en régime d'alimentation cyclique des réactifs, de comparer ses performances dans ces conditions à celles du fonctionnement en régime permanent, et de modéliser les performances du régime cyclique. L’étude bibliographique recense les corrélations disponibles pour l'évaluation des différents paramètres nécessaires à la modélisation d'un RCLFA, et fait l'état des connaissances actuelles sur le comportement des réacteurs chimiques lorsqu'ils fonctionnent en régime d'alimentation cyclique des réactifs. La réaction chimique choisie pour cette étude est l'oxydation du dioxyde de soufre par l'air, catalysée par du charbon actif. Le régime cyclique d'alimentation du réacteur consiste à couper périodiquement l'alimentation du réacteur en liquide, l'alimentation en gaz étant maintenue constante en débit et en composition. En régime permanent, la productivité passe par un minimum pour des valeurs intermédiaires de la vitesse superficielle du liquide: ceci met en évidence le phénomène déjà connu du mouillage partiel du catalyseur par le liquide. La comparaison statistique des productivités obtenues en régime permanent et en régime cyclique établi montre une augmentation de l'ordre de 20% de la productivité dans ce dernier cas. Le modèle à mouillage partiel que nous proposons décrit de façon satisfaisante les performances obtenues en régime permanent. Par contre, le modèle proposé pour la productivité moyenne du régime cyclique établi ne décrit pas correctement les résultats expérimentaux obtenus
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Baussaron, Loïc. "Étude du mouillage partiel et du transfert de matière liquide-solide en réacteur à lit fixe arrosé." Toulouse, INPT, 2005. https://hal.science/tel-04581826.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'étude des réacteurs à lit fixe en régime ruisselant en condition de mouillage partiel et plus particulièrement sur la mesure du taux de mouillage f, et du coefficient de transfert de matière liquide-solide kLS à faibles vitesses de liquide. En premier lieu, une étude locale sur maquette bidimensionnelle a permis d'identifier les mécanismes clés et a mis en évidence l'effet prépondérant de l'affinité liquide-solide sur le mouillage. Une étude détaillée des différentes techniques de mesures du taux de mouillage rencontrées dans la littérature a permis de dégager la technique la plus adaptée à nos conditions : le traçage. Une méthode de mesure plus originale, couplant colorimétrie et traitement d'images, a également été développée. L'étude paramétrique réalisée par ces deux techniques montre l'influence du prémouillage du lit, de la qualité de la distribution du liquide, de la vitesse superficielle de liquide sur f. Elle confirme également l'impact important de l'affinité liquide-solide. Un modèle prédictif de f est finalement proposé. Enfin, les mesures de kLS, réalisées par dissolution d'un solide peu soluble, prouvent que kLS dépend fortement de la vitesse locale du film liquide et très peu de la vitesse du gazThe topic of this work is the investigation of trickle beds in conditions of partial wetting, more precisely the measurement of the wetting efficiency, f, and of the liquid-solid mass transfer coefficient kLS, for low liquid flow-rates. Firstly, a local study, involving a bidimensional mock-up, has allowed to identify the key-mechanisms and to underline the major effect of liquid-solid affinity on wetting. A detailed literature survey of the different measurement techniques of f has led to identify the best technique for our experimental conditions: tracer method. A second method, more original, has been developed, coupling colorimetric evaluation and image processing. The sensitivity analysis, carried out with these two techniques, shows the influence of bed pre-wetting, liquid distribution, and liquid superficial velocity on f. It confirms also the major effect of liquid-solid affinity. A predicting model has been proposed. Finally, the measurements of kLS, carried out by dissolution of a low soluble solid, prove that kLS depends strongly on local liquid film velocity and weakly on gas velocity
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Dupont, Nicolas. "Vaporeformage du methanol en gaz de synthèse et oxydation partielle en formaldehyde : approche mécanistique, étude cinétique et mise en oeuvre de réacteurs micro-structures." Lyon 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LYO10077.
Full textAbstract:
L’utilisation du méthanol devrait évoluer vers d’autres procédés avec le développement des bio-carburants, sous réserve de concevoir des réacteurs efficaces, peu volumineux et à moindre coût. Un réacteur catalytique micro-structuré (conception et revêtement) a été développé, évalué et comparé à un réacteur lit fixe. Certains avantages ont pu être mis en évidence comme une ΔP moindre, un meilleur contrôle de la température et d’être un bon outil d’étude cinétique pour le vaporéformage du méthanol. L’oxydation partielle du méthanol dans des réacteurs micro-structurés pourrait permettre à un utilisateur de dérivés polymériques du formol de produire directement son formol selon ses besoins (réduction du stockage et des problèmes de stabilisation du monomère). Ainsi, outre le développement et l’ingénierie des réacteurs, la réaction et plus particulièrement le rôle positif de l’eau sur la conversion ont été étudiés sur des catalyseurs argent, en comparant lit fixe et micro-réacteursThe increasing use of biomass and biofuels will lead to new and promising processes and intensified use of methanol in case of innovating reactors that are efficient, small and above all cheap. A catalytic micro-structured reactor (design and coating) was developed, evaluated and compared with a fixed bed reactor. Some tremendous advantages were pointed out such as low The increasing use of biomass and biofuels will lead to new and promising processes and intensified use of methanol in case of innovating reactors that are efficient, small and above all cheap. A catalytic micro-structured reactor (design and coating) was developed, evaluated and compared with a fixed bed reactor. Some tremendous advantages were pointed out such as low ΔP, very good temperature control and to be adapted tool to study the kinetics of the methanol steam reforming. The use of micro-structured reactors for the methanol partial oxidation permits for a manufacturer of formaldehyde polymeric derivatives to produce its own formaldehyde according to its need (reduction of storage cost and less monomer stabilization problems). Development and engineering of those reactors was studied. Moreover, the reaction and the positive role of water on the selective conversion were investigated in detail for silver based catalysts, by comparing fixed bed and micro-structured configurations
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Tahraoui, Karim. "Hydrodynamique, transferts de matière, mise en œuvre et modélisation d'une réaction catalytique dans un réacteur triphasé Verlifix muni d'un venturi à jet." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1990. http://www.theses.fr/1990INPL034N.
Full textAbstract:
La recherche porte sur l’étude d’un réacteur Verlifix constitué par l’association d’un venturi à jet placé en amont d’un lit fixe rempli de différents supports. Le taux de rétention dynamique de la phase liquide, la peste de charge dans le lit fixe et la puissance mécanique dégradée dans le réacteur sont précisés pour la colonne vide et la colonne remplie de 4 supports à savoir : une monolithe alvéolaire, des anneaux raschig, des particules d’alumine microporeuses et des billes de verre. Le transfert gaz-liquide dans l’ensemble du réacteur est obtenu par une méthode physique d’oxygénation dynamique de la phase liquide. La mise en œuvre des 4 supports permet d’affirmer que, du point de vue transfert, l’énergie mécanique dégradée est utilisée moins efficacement que dans le venturi. Le transfert liquide-solide au niveau du lit rempli de bulles de verre est précisé par des mesures de dissolution du naphtalène en régime dynamique. Enfin, la mise en œuvre dans le réacteur Verlifix de la réaction d’oxydation catalytique du glucose sur les particules d’alumine imprégnées de platine montre que, dans les conditions opératoires étudiées, la transformation est essentiellement contrôlée par la résistance diffusionnelle de transfert à l’intérieur des particules de catalyseur. De plus, une comparaison de nos résultats avec ceux obtenus par Kifani dans un réacteur Verlifix muni d’un venturi à émulsion nous permet de penser que, dans notre cas, la réaction d’oxydation du glucose ne se fait pas uniquement avec l’oxygène dissous mais aussi par l’intermédiaire de l’oxygène gazeux adsorbé.
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Marcandelli, Céline. "Hydrodynamique, transfert de chaleur particule-fluide et distribution des phases dans les réacteurs à lit fixe à écoulement à co-courant descendant de gaz et de liquide." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1999. http://www.theses.fr/1999INPL093N.
Full textAbstract:
Les normes de plus en plus sévères sur la teneur en soufre des produits pétroliers amènent à améliorer les performances des réacteurs d'hydrodésulfuration, tant par la recherche de catalyseurs plus efficaces que par un perfectionnement du procédé. Un problème majeur des réacteurs à lit fixe, utilisés pour conduire ces réactions, est la distribution du liquide et du gaz sur le solide. Dans ce contexte, une étude de l'hydrodynamique, du transfert de chaleur particule-fluide et surtout de la distribution du liquide au sein du réacteur a été entreprise. Ces expériences ont été réalisées dans des conditions proches du cas réel, notamment par l'utilisation d'extrudés polylobés. Néanmoins ces mesures ont aussi été menées avec un solide sphérique pour permettre une comparaison avec les résultats de la littérature. Une augmentation des vitesses superficielles de gaz ou de liquide provoque une augmentation des pertes de charge et du coefficient de transfert de chaleur et une amélioration de la distribution des phases. La saturation du liquide est une fonction croissante de la vitesse du liquide et décroissante de la vitesse du gaz. Une diminution de la taille du solide ou l'utilisation d'extrudés amène à une hausse des pertes de charge, de la saturation et du transfert de chaleur. Les extrudés favorisent la dispersion radiale du liquide. En milieu inhibiteur de coalescence, la formation de mousse cause une forte augmentation des pertes de charge, une diminution du transfert de chaleur et une forte ségrégation de l'écoulement des phases gaz et liquide. La qualité de distribution des phases en entrée de réacteur s'avère jouer un rôle primordial sur l'écoulement dans le lit. Cependant le contrôle de cette qualité ne suffit pas à s'affranchir des problèmes de distribution dans le lit.
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Rolland, Matthieu. "Des limites à la réduction d'échelle en réacteur de test catalytique en lit fixe?" Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10142/document.
Full textAbstract:
Pour des raisons de coûts, les tests de catalyseur mis en forme (billes, extrudés, …) en réacteur est lit fixe sont mis en œuvre dans des réacteurs de plus en plus petits alors que la taille des objets catalytiques ne change pas. L'objet de cette thèse est d'explorer les domaines où la réduction d'échelle conduit à des questionnements nouveaux en termes de physique, répétabilité, représentativité et modélisation. Le document s'articule autour de 5 chapitres : 1) une introduction détaillée du contexte avec un état de l'art sur les réacteurs à lit fixe de petite taille et l'identification des questions en suspens, 2) une réflexion autour de la nature des écoulements gaz-liquide descendant dans des lits fixes quand les forces capillaires ne sont plus négligeables, 3) la présentation d'une méthodologie et d'un critère sur un nombre minimal de grain nécessaire pour limiter les conséquences d'une distribution granulométrique en présence de limitations au transfert interne, 4) l'étude des effets d'empilements aléatoires sur la performance apparente du réacteur, d'abord par un modèle réseau de pores qui décrit assez bien les tendances observées expérimentalement mais manque de capacité de prédiction, puis par simulation numérique directe d'écoulement réactif dans des empilements de 8 cylindres qui montre que les effets d'empilements apparaissent, avec les limitations au transfert externe, quand la diffusion moléculaire transverse n'est pas assez rapide pour compenser les gradients dus à la réaction et à la convection, 5) une conclusion qui résume les critères de conception de réacteurs de tests à petite échelle, et propose des pistes de continuation du travailIn order to lower costs, testing of catalytic pellets (spheres or extrudates) is performed in ever smaller fixed bed reactors whereas catalytic pellet size is unchanged. The object of this thesis is to explore domains where downsizing leads to new questions in terms of physics, repeatability and modeling. The thesis is built in 5 chapters, 1) a detailed introduction of the context and a review of the literature on small fixed bed reactors, 2) a discussion about flow patterns in fixed beds filled with fine powder where capilary effects are not negligible, 3) a presentation of a methodology to assess the impact of sampling small number of pellets out of a non uniform set and results for internally mass transfer limited reactions, 4) a study of the effect of randomness in fixed beds first through a pore network model with a good ability to predict trends but lacking accuracy, then using direct numerical simulation of a reactive flow in fixed beds made of 8 cylinders arranged in several configuration showing that packing effects occur, concurrently with external mass transfer limitations, when cross flow diffusion is not fast enough to level out convection and reaction induced gradients, 5) a conclusion that summarizes design criteria and offers a few perspectives for R&D in downsizing
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Ould-Mame, Sidi Mohamed. "Contribution au génie de la dégradation photocatalytique de polluants organiques de l'eau sur TiO₂ en lit fixe." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL101N.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est de contribuer au génie photocatalytique par l'étude de dépôts de TiO₂ à mettre en oeuvre dans un réacteur à lit fixe pour le traitement des eaux usées. Une technique de dépôt directe du TiO₂ a été adoptée. Deux échantillons de TiO₂ (P25 et Hombikat) ont été testés en utilisant l'acide salicylique (AS) comme polluant modèle. Les dépôts catalytiques ont été analysés par profilométrie et microscopie optique. Ces analyses montrent que les dépôts ont un aspect globalement homogène et une surface accidentée dominée par la présence de microfissures, particulièrement dans le cas de Hombikat. Les propriétés optiques des dépôts ont été étudiées à l'aide d'une sphère intégratrice. L’absorption et la transmission suivent une loi apparente de Beer-Lambert et un modèle satisfaisant a été développé. L’adsorption de AS a été étudiée sur P25 supporte calcine ou non et en suspension et sur Hombikat supporté. Cette étude montre que l'accessibilité des dépôts n'est pas limitée par l'épaisseur des dépôts, et que l'équilibre d'adsorption suit le modèle de Langmuir. La cinétique de dégradation photocatalytique de AS a été étudiée sur P25 et Hombikat et montre un accord assez satisfaisant avec le modèle de Langmuir-Hinshelwood. La corrélation entre l'adsorption et la cinétique de dégradation a suggéré l'existence de plusieurs types de sites d'adsorption de P25 mais un seul type de site pour Hombikat. Nous avons mis en évidence l'influence de divers facteurs sur la vitesse de la réaction de dégradation photocatalytique, que nous avons rassemblés dans une formulation générale. La densité superficielle du dépôt et l'intensité du flux lumineux ont beaucoup d'influence sur la cinétique, et ont été particulièrement étudiées. Il est montré que le transfert interne a peu d'influence sur la vitesse de dégradation sur P25 et qu'en particulier il ne prend pas d'importance dans le domaine de grande densité superficielle du dépôt, ce que l'on observe également pour Hombikat.
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Legros, Fanny. "Étude phénoménologique et modélisation des mécanismes d'oxydation et d'adsorption d'impuretés gazeuses en hélium : application à l'optimisation du système de purification d'un réacteur à caloporteur gaz." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL106N/document.
Full textAbstract:
Parmi les réacteurs de génération IV, le GFR et le VHTR utilisent l'hélium comme caloporteur. Il est nécessaire de contrôler sa qualité chimique. Outre des impuretés radiochimiques et particulaires, il peut contenir H2, CO, CH4, CO2, H2O, O2 et des composés azotés, et doit être purifié en permanence. Au CEA, un pilote permet d'étudier cette purification, réalisée en trois étapes: oxydation de H2 et CO sur CuO, puis deux étapes d'adsorption. L’objectif est de fournir une analyse détaillée des deux premières étapes, en les mettant en œuvre à l'échelle du laboratoire. On montre à l’aide d’une première modélisation que la consommation du lit de CuO est totale, et en régime chimique. Les particules de CuO sont constituées de grains d'environ 200 nm de diamètre. Un deuxième modèle, défini à l'échelle de ces grains, permet de trouver des résultats en accord avec les précédents. Un facteur d'échelle lié à la géométrie entre les constantes cinétiques issues des deux types de modélisation a été mis en évidence. Une compétition entre les réactions d'oxydation du CO et de H2 a été observée. Les énergies d'activation des ces réactions sont de l'ordre de 30 kJ.mol-1. La réaction CO/CuO est favorisée. La simulation numérique du déroulement simultané des deux réactions montre qu'il faut envisager une adsorption préférentielle de CO sur le CuO. Dans le cas de l'étape d'adsorption sur tamis moléculaire de CO2 et H2O, une méthodologie similaire a été mise en œuvre. Les isothermes expérimentales obtenues sont de type Langmuir. Les courbes de percée en sortie d'adsorbeur ont montré que le comportement global du lit était correctement représenté par le modèle retenuIn GEN IV studies on future fission nuclear reactors, two concepts using helium as a coolant have been selected: GFR and VHTR. Among radioactive impurities and dusts, helium can contain H2, CO, CH4, CO2, H2O, O2, as well as nitrogenous species. To optimize the reactor functioning and lifespan, it is necessary to control the coolant chemical composition using a dedicated purification system. A pilot designed at the CEA allows studying this purification system. Its design includes three unit operations: H2 and CO oxidation on CuO, then two adsorption steps. This study aims at providing a detailed analysis of the first and second purification steps, which have both been widely studied experimentally at laboratory scale. A first modelling based on a macroscopic approach was developed to represent the behaviour of the reactor and has shown that the CuO fixed bed conversion is dependent on the chemistry (mass transfer is not an issue) and is complete. The results of the structural analysis of the solids allow considering the CuO as particles made of 200 nm diameter grains. Hence, a new model at grain scale is proposed. It is highlighted that the kinetic constants from these two models are related with a scale factor which depends on geometry. A competition between carbon monoxide and hydrogen oxidation has been shown. Activation energies are around 30 kJ.mol-1. Simulation of the simultaneous oxidations leads to consider CO preferential adsorption. A similar methodology has been applied for CO2 and H2O adsorption. The experimental isotherms showed a Langmuir type adsorption. Using this model, experimental and theoretical results agree
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Vergel, Hernandez César A. "Les Réacteurs catalytiques à lit fixe avec écoulement de gaz et de liquide : comparaison sur le plan théorique et expérimental de la performance du réacteur dans différents sens d'écoulement." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1993_VERGEL_HERNANDEZ_C_A.pdf.
Full textAbstract:
Cette étude consiste en une comparaison de la performance des réacteurs catalytiques à lit fixe avec écoulement de gaz et de liquide opérant dans différents sens d'écoulement. Du point de vue théorique, la comparaison est faite au niveau des différents paramètres hydrodynamiques et de transfert de matière. Un modèle du réacteur a été développé comme outil pour déterminer l'effet de chacun de ces paramètres sur la performance du réacteur. Expérimentalement, une comparaison entre les performances obtenues à co-courant ascendant et descendant a été faite. Ces essais ont été réalisés en unité pilote en utilisant comme réaction l'hydrogénation sélective du butadiène dans une coupe C4. La sélectivité obtenue dans la disposition à co-courant descendant est plus faible que pour le cas à co-courant ascendant, surtout pour les plus faibles vitesses de liquide étudiées. On montre que la dégradation de la sélectivité est principalement due aux problèmes de mauvaise distribution des fluides. Pour l'écoulement ruisselant, indépendamment d'un phénomène d'hystérésis qui a été mis en évidence, les problèmes de répartition sont liés à la structure même de l'écoulement. En effet, le liquide s'écoule sous forme de filets alors que dans certaines zones l'arrosage est imparfait
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Cazaudumec, Jean-Luc. "Recherche d'un catalyseur performant dans la réaction de transformation directe de l'isobutane en acide méthacrylique." Compiègne, 1994. http://www.theses.fr/1994COMPD755.
Full textAbstract:
Cette étude a pour but de choisir des solides, catalyseurs de la réaction de transformation de l'isobutane en acide méthacrylique. Le mécanisme de la réaction est de type gaz-solide. Cette transformation est mise en œuvre dans un réacteur lit fixe sous de sévères conditions opératoires (iC4: H2O;air # 26: 12: 62). Après avoir décrit les critères de choix de catalyseurs, et après avoir effectué les premiers tests, l'étude s'est orientée vers l'emploi d'hétéropolyanions. Ainsi, des hétéropolyacides de structure type H3+xPMo12-xVxO40, yH2O, des sels solubles de type (M2+)xH4-2xPMo11VO#40, yH2O, des sels insolubles de type (N+)3+xPMo12-xVxO40, yH2oO et des mélanges de ces sels ont été testés. Des choix spécifiques, confortés par de multiples interprétations et des expériences complémentaires, se sont imposés. Une formulation intéressante a ainsi été dégagée. Il s'agit d'un sel de cuivre dérivant de H4PMo11VO40, yH2O déposé sur un sel de césium dérivant, lui aussi, de ce même hétéropolyacide. Cette étude constitue une avancée sur le choix d'un catalyseur pour la transformation de l'isobutane en acide méthacrylique.
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Delattre, Cyril. "Contribution à l'étude de l'encrassement des catalyseurs de craquage catalytique pendant leur fonctionnement : rôle des conditions de réaction et de la composition des charges, effet sur les vitesses de réaction." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10312.
Full textAbstract:
Le craquage catalytique en lit fluidise (fcc) est un procede central dans la chaine de production des essences a partir du petrole. L'obtention de produits legers et valorisables s'effectue avec un catalyseur qui subit une desactivation au cours de la reaction par depot de molecules carbonees a sa surface (coke). Un reacteur a lit fixe, derive du micro-activity test (mat), non stationnaire a cause de la desactivation du catalyseur, a ete utilise. Des adaptations importantes ont ete necessaires pour mettre en uvre des charges petrolieres qui contiennent du residu de distillation sous vide. Afin d'obtenir des informations instantanees pendant la reaction et de determiner plus rapidement les constantes cinetiques et de desactivation, des techniques originales ont ete developpees (enregistrement de la perte de charge dans le reacteur, du debit volumique de gaz, suivi de la composition des gaz pendant la reaction et le strippage). La modelisation du reacteur mat, de la cinetique et de la desactivation permet de decrire les observations, et d'estimer les lois de desactivation et les constantes cinetiques d'un modele a six familles. Les effets de la nature du catalyseur et de la charge sur la desactivation sont particulierement mis en evidence. L'utilisation de residu conduit a la formation non specifique d'un coke de depot et a une augmentation importante de la quantite de coke catalytique. Cependant, la desactivation et la distribution des produits de reaction n'en sont que moderement modifiees. Les observations globales sur la desactivation sont completees par des techniques originales mesurant les proprietes (adsorption, diffusion) d'une molecule sonde (azote, hydrocarbures) sur le catalyseur. Certaines de ces techniques (temporal analysis of products et chromatographie) se revelent tres sensibles a la presence de coke.
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Cochegrue, Hélène. "Modélisation cinétique du reformage catalytique sur catalyseur Pt-Sn/Al2O3." Poitiers, 2001. http://www.theses.fr/2001POIT2262.
Full textAbstract:
Le reformage catalytique est l'un des procedes les plus importants du raffinage du petrole car il permet l'obtention d'une essence de qualite excellente et constitue une source importante d'hydrogene. Afin d'optimiser le fonctionnement des unites, les raffineurs entrevoient la necessite d'utiliser des modeles fiables. Une methodologie novatrice dans le domaine de la cinetique, le modele par evenements constitutifs, s'oppose aux modeles empiriques classiquement disponibles, car elle prend en compte tous les intermediaires et les chemins reactionnels. Des hypotheses basees sur la stabilite relative des carbocations permettent de se ramener a un nombre restreint de parametres cinetiques independants des charges utilisees. Ce travail a pour objet l'application de cette methodologie a la modelisation cinetique du reformage catalytique. Le modele par evenements constitutifs a ete simplifie en introduisant un regroupement a posteriori, ce qui a reduit considerablement le nombre de constituants et de reactions tout en maintenant son approche fondamentale : le cas des charges industrielles peut etre traite, alors que la repartition detaillee des composes lourds n'est pas connue. Une unite pilote de reformage catalytique, representative du procede industriel, a d'abord ete adaptee pour realiser l'etude cinetique experimentale. Des experiences sur heptanes techniques ont ete effectuees avec un catalyseur neuf precoke in situ, puis avec un catalyseur precoke preleve sur une unite industrielle. Ce dernier s'est revele tres difficile a mettre en uvre de part son defaut de stabilite. Les essais ont permis de mettre en evidence l'influence des parametres operatoires, l'impact du fer sur les performances du catalyseur, et d'estimer une partie des parametres cinetiques fondamentaux du modele.
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Martinov, Martin. "Bioconversion, hydrodynamiques et transfert de matière dans un réacteur à lit fixe fibreux." Lorient, 2010. http://www.theses.fr/2010LORIS182.
Full textAbstract:
Au cours des vingt dernières années, les technologies utilisant des bactéries fixées sont fortement développées dans le domaine de traitement des eaux. La technique de biofilms bactériens peut répondre aux exigences industrielles, telles que le débit élevé, une réduction du volume du réacteur, et la stabilité du processus, etc. L’étude des informations existantes sur les biofilms et les conditions de leurs formations sont décrites et démontrées dans le chapitre 1 "Analyse bibliographique". Les facteurs affectant l'attachement initial des cellules et le développement du biofilm, et le détachement des cellules, ainsi que les méthodes pour rechercher l'influence de ces facteurs ont été étudiés. Les matériaux utilisés comme supports pour la formation de biofilms et les bioréacteurs travaillant avec les biofilms ont été examinés. Suite aux résultats de recherche décrits dans le chapitre 1, l'objectif principal de la présente étude a été posé comme suit: L'objectif est d'élargir la disponibilité de la technologie, utilisant le biofilm par la découverte des propriétés d'un copolymère de polyéthylène et de vinylacétate (PEVA), lequel pour être utilisé comme support d'un biofilm et l'étude des caractéristiques du réacteur travaillant avec le biofilm développé sur ce support. En raison de la grande variété d'applications du biofilm, l'étude a été limitée à l'aspect du traitement des eaux. L'objectif nécessite la résolution de tâches liées à l'étude des propriétés PEVA, leurs influences sur l'attachement des cellules et le développement d'un biofilm, l'étude du support PEVA fonctionnant comme garnissage, le choix de réacteur à biofilm, lequel fonctionne avec ce garnissage, et la recherche de caractéristiques technologiques de ce réacteur. La résolution de cette tâche nécessite l'utilisation de différentes techniques, méthodes et matériels décrits en détails dans le chapitre 3 "Matériaux et méthodes». Pour déterminer les différents paramètres, des matériaux ainsi que des procédés techniques uniques ont été utilisés : la microscopie à balayage électronique(MEB), la microscopie par épi fluorescence avec un marquage DAPI, la micro spectroscopie infrarouge IR-ATR et spectrophotométrie. Aussi des techniques classiques et des méthodes ont été utilisée pour mesurer les paramètres physico-chimiques des matériaux et des milieux tels que l'angle de contact et l’énergie libre de surface, la viscosité, la densité, ainsi que les techniques de mesures de la rétention gazeuse, le temps de séjour et la dispersion axiale, ainsi que la méthode de détermination du coefficient volumique de transfert d’oxygène. Les résultats et les commentaires à leurs sujets sont présentés dans le chapitre "Résultats et discussion. " Les caractéristiques de surface des microorganismes et des séries de supports ont été examinées. Le matériau PEVA a été choisi comme un support et il a été testé pour la formation de biofilm. Il a été constaté que le réseau de polymère PEVA est un support approprié pour le développement du biofilm. L'efficacité des cellules libres et immobilisées dans des flacons et dans un réacteur à lit fixe fibreux a été étudiée. Aussi les influences de la substance chimique extrême et la perturbation thermique ainsi que l'influence de la vitesse de dilution ont été étudiés. Il a été constaté que, sur un lit fixe fait de matériau PEVA, les biofilms ont été stables en développement, ce qui suggère que ce lit est approprié pour une utilisation en zone semi-industrielle et industrielle des bioréacteurs. Certaines caractéristiques du réacteur à lit fixe fibreux, à savoir le temps de séjour et la dispersion axiale, la rétention gazeuse, la taille et la distribution de bulles de gaz, le coefficient volumique de transfert d’oxygène ont été déterminés. Les valeurs des paramètres étudiés ont été déterminées et leurs résultats ont été comparés aux études antérieures faites par d'autres auteurs. Des corrélations empiriques entre ces caractéristiques et des paramètres différents que la vitesse le gaz et le liquide, des propriétés physico-chimiques du milieu et la hauteur du garnissage ont été proposées. L'écart entre les valeurs expérimentales et prédites est dans l’ordre des 15%. En général, nous avons établi que le réacteur à biofilm avec un lit fixe conçu pour intégrer le garnissage fibreux (PEVA) montre un fonctionnement stable en mode continu et il est adapté pour une utilisation dans le domaine du traitement des eauxIn the past twenty years, the technologies using fixed bacteria have developed greatly in the field of wastewater treatment. The bacterial biofilm technique can meet the industrial requirements, such as high flow rate, reduced reactor volume and process stability, etc. A study of published information on biofilms and conditions of their formation has been accomplished and is shown in Chapter 1 "Literature survey". The factors affecting the initial attachment of cells and development of biofilm and the detachment of cells were investigated as well as the methods for studying the influence of these factors. Materials used as supports for biofilm formation and bioreactors, working with biofilms were reviewed. Following the research results described in Chapter 1, the main objective of the present work has been posed as follows: To perform a study to extend the options and techniques for technical-scale biofilm utilization by uncovering the properties of a new polyethylene-vinyl-acetate co-polymer support for biofilms as well as the characteristics of a technical scale reactor for its use. Due to the wide variety of biofilm applications, the study has been limited to the aspect of waste water treatment. The objective posed is requiring resolving the tasks related to study of PEVA properties influencing on the attachment of cells and the development of biofilm, and to feasibility study on PEVA to operate technically in bed, selection of the technical form and appropriate unit – a biofilm reactor - to operate the particular biofilms and characterization of the biofilm reactor performance. Solving these tasks requires the use of different techniques, methods and materials described in details in Chapter 3 "Materials and Methods". To determine the various parameters of the materials and processes, unique techniques were used such as scanning electron microscopy; epifluorescence microscopy, infrared microspectroscopy, spectrophotometry. Also conventional techniques and methods were used for measuring the physicochemical parameters of the materials and medias such as contact angle and surface free energy, viscosity, density and the parameters of technological processes namely hydrodynamics, mass transfer rate, gas hold up and bubble size distribution. Results and comments on them are presented in Chapter "Results and discussion. " Surface characteristics of the microorganisms and series of supports were examined. PEVA material was selected as a support and was tested for biofilm formation. It was found that the polymer network of PEVA material is a suitable medium for the development of biofilm. The effectiveness of the immobilized and free cells in flasks and in a reactor with fibrous fixed bed was studied. Also the influences of the extreme chemical and thermal disturbance as well as the influence of the dilution rate were examined. It is found that on a fibrous fixed bed made from PEVA material, stable biofilms were developing, suggesting that this bed is suitable for use in semi-industrial and industrial bioreactors. Some characteristics of the reactor with fibrous fixed bed, namely, residence time distribution, gas hold-up, bubble size distribution and gas-liquid mass transfer coefficient were determined. The values of parameters studied were determined and the results were compared to previous data of other authors. Some empirical correlations between these characteristics and various parameters as gas and liquid velocity, physicochemical properties of the medium and height of the bed packing are proposed. The deviation between experimental and predicted values is within 15 %. In general, we established that the biofilm reactor with fixed bed with medium recycle designed to incorporate the fibrous packing (PEVA) shows stable operation in continuous mode and it is suitable for use in the field of wastewater treatment
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Dorai, Ferdaous. "Étude numérique des chargements et de l'hydrodynamique dans des réacteurs pilotes à lits fixes." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2015. http://oatao.univ-toulouse.fr/13784/1/dorai_partie_1_sur_2.pdf.
Full textAbstract:
Une étape clé du développement de nouveaux catalyseurs est l'évaluation de leurs performances. Les tests de catalyseurs sont généralement opérés dans des unités pilotes de "petite" taille dont les avantages sont une consommation moindre de réactif et un coût d'opération plus réduit. Les réacteurs d'unité pilote ont des diamètres de l'ordre de 3 à 10 fois la taille des catalyseurs qui sont généralement des sphères ou des cylindres dont la dimension typique est 2 à 3 mm. Des données expérimentales ont mis en évidence des difficultés de répétabilité des résultats sur certains réacteurs très courts. L’objectif de ce travail est de comprendre le lien entre la micro-structure de l’empilement, qui est aléatoire et localement hétérogène, l'hydrodynamique locale et la réactivité dans des réacteurs à lit fixe de petite taille, en vue de définir des critères de conception et des méthodologies de chargement permettant d'obtenir des performances chimiques répétables. La démarche retenue est purement numérique basée sur deux codes développés à IFPEN : Grains3D pour générer numériquement l'empilement et PeliGRIFF pour simuler l'écoulement réactif dans le lit fixe. Une analyse de l'état de l'art sur le sujet donne des informations abondantes sur les lits de particules sphériques, et très peu sur les cylindres, en particulier sur les couplages écoulements et transfert/réaction. En effet, ces travaux ne permettent pas de lier les performances réactives à la structure locale hétérogène de ces empilements. Dans ce travail, la caractérisation globale et locale d'empilements de sphères et de cylindres a permis de confirmer et compléter la littérature sur certains points : porosité au centre décrite de façon approximative par les corrélations, porosité axiale, orientations des cylindres... Des variations sont présentes à l’intérieur des lits de petite taille, variations qui ne s’atténuent pas avec l’augmentation du volume d’étude et qui sont équivalentes d’un chargement à l’autre. L'étude de l'hydrodynamique dans des lits de sphères et de cylindres mono- et polydisperses a également permis de quantifier l'effet de la répétition du chargement sur la perte de pression et les champs de vitesse. Les premiers résultats d'écoulement réactif ont montré que, qualitativement, le champ de concentration dans la particule réactive est sensible à l’écoulement en présence d'une limitation interne au transfert de matière. Ces résultats préliminaires ont permis de définir une méthodologie de travail qui pourra servir pour continuer l'étude.
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Kundu, Arunabha. "Tree phase reactors : A, Hydrodynamics and partial wetting of trickle beds : B, absorption enhancement in gas-liquid-liquid bublle column." Toulouse, INPT, 2004. http://www.theses.fr/2004INPT003G.
Full textAbstract:
Two investigations on three phase reactors are reported : liquid flow maldistribution and partial wetting of the catalyst in trickle bed reactors, and effects of adding small amounts of organic phase on gas to aqueous phase mass transfer in a bubble column. Radial distribution of the liquid flow is investigated in a 0. 152 m in diameter fixed bed of 5 successive catalysts of various shape and size, and various trickling liquids (water, water+additives, kerosene). A model has been derived based on force balance on each fluid phase and compared to experimental results including previous works. This model was extended to partial wetting, characterised by tracer analysis. In bubble column, oxygen to water mass transer was shown to be highly influenced by adding only 1% oil fraction. 7 organic liquids were used showing more than 300% mass transfer enhancement with alkanes and conversely 50% reduction with more water soluble components, these effects being mainly relatde to bubble size.
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Ruhaut, Laurent. "Conception d'un procédé continu de fermentation en lit fixe par levures immobilisées : étude de son application a la fermentation partielle de mout brassicole." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1994. http://www.theses.fr/1994INPL018N.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif de concevoir un procédé de fermentation en lit fixe par levures immobilisées destiné à la fermentation partielle d'un mout brassicole. La première partie de ce travail a consisté à évaluer la capacité massique de rétention cellulaire d'un nombre important de matériaux différents. Le protocole mis en œuvre permet d'apprécier l'influence des matériaux sur le ph des milieux de fermentation, leur comportement à l'attrition et d'estimer la solidité de la liaison cellule-support. L'étude porosimétrique de ces matériaux permet de les classer en trois catégories : matériaux macroporeux, microporeux et de porosité intermédiaire et d'estimer la surface disponible pour l'immobilisation cellulaire. Ces études permettent une première sélection de cinq matériaux. L'étude comparative d'une fermentation de mout brassicole, en laboratoire, sur des lits fixes de ces matériaux, permet d'estimer leur capacité massique de rétention cellulaire, de vérifier la stabilité de la fermentation et de mesurer l'influence des matériaux sur la flaveur du produit fermenté. Ces études conduisent au choix d'un support d'immobilisation cellulaire. La seconde partie de ce travail concerne l'élaboration de protocoles de mise en œuvre de ce support, aisément transposables a l'échelle industrielle : stérilisation du matériau, colonisation cellulaire du matériau, traitement des pollutions microbiennes éventuelles. Le fermenteur a un comportement hydrodynamique complexe, qui peut être représenté par une combinaison de réacteurs parfaitement agités, de zones d'échanges, de zones mortes et de réacteurs pistons. La troisième partie de ce travail a concerné l'étude de la fermentation partielle d'un mout brassicole, au sens d'une faible production d'éthanol, a l'échelle pilote. Elle s'est intéressée a l'existence d'un gradient vertical stable de concentration en levures immobilisées, a la consommation de tous les sucres fermentescibles, au rendement de production d'éthanol et a celui de production de biomasse en suspension qui varient en fonction de la hauteur de lit, a la stabilité opérationnelle du fermenteur pilote, a la production de précurseurs de dicétones et a la consommation de composes carbonyles.
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Bonnin, Charles. "Evaluation de l’expérimentation haut débit en milli lit fixe pour le screening de catalyseurs Fischer-Tropsch." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10111.
Full textAbstract:
Le screening de catalyseurs de Fischer-Tropsch destinés à une application en colonne à bulle, est souvent un processus long, réalisé en autoclaves. Le passage à un screening haut débit en réacteur milli-lit fixe permet de fournir des données sur l’activité et la sélectivité d’un plus grand nombre de catalyseurs en un minimum de temps. Les travaux de cette thèse s’attachent à répondre aux multiples questions que posent la comparaison d’essais réalisés en autoclaves versus milli-lit fixeNowadays, catalyst screening for a Fischer-Tropsch application in slurry bubble column reactors is often a slow process, performed in small autoclave reactors. High throughput experimentation in micro packed bed reactors could accelerate it and provide activity and selectivity for a large number of catalysts, in a short time. This research thesis work aimed at addressing the numerous issues related to the comparison of results obtained in these two different reactors
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Nevicato, David. "Modélisation de la cinétique du craquage catalytique : influence de la température de réaction." Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10192.
Full textAbstract:
L'elevateur de l'unite de craquage catalytique (f. C. C. ) fonctionne generalement en reacteur adiabatique. C'est pourquoi, nous avons developpe une modelisation de la cinetique des reactions se produisant dans ce reacteur puis estime les energies d'activation associees. Ce modele peut s'integrer dans une modelisation de l'elevateur industriel. Ce travail s'appuie sur des experiences effectuees avec un reacteur de laboratoire en lit fixe (m. A. T. ). L'etude experimentale est conduite avec trois distillats sous vide sur un catalyseur d'equilibre matrice-zeolithe usy pour trois temperatures de reaction: 480c, 530c et 580c. Une serie d'analyses par chromatographie en phase gazeuse permet de determiner la composition des produits de craquage. En particulier, nous avons developpe une methode d'analyse detaillee des coupes essence et l. C. O. , qui est utilisee en routine actuellement. Nous avons etudie deux types de modeles cinetiques. Les energies d'activation et les parametres associes sont estimes par des methodes d'optimisation a partir des donnees experimentales obtenues. Le premier type s'inscrit selon la demarche classique des modeles de cinetique de reactions sur des reactifs complexes. Il regroupe les hydrocarbures selon 6 familles qui sont les coupes de distillation: charge h. C. O. , l. C. O. , essence, l. P. G. , f. G. Et le coke. Les parametres de ce modele dependent de la charge. La deuxieme approche regroupe les produits selon leur coupe de distillation et leur composition chimique. Nous avons defini 21 familles pour l'effluent du craquage catalytique. Ce modele cinetique contient un ensemble de reactions chimiques importantes lors du craquage catalytique: craquage, transfert d'hydrogene, cyclisation et condensation. Il represente de facon satisfaisante l'evolution des rendements des familles definies en fonction de la conversion et de la temperature de reaction. Les energies d'activation obtenues sont independantes de la charge
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Madani, Behrang. "Synthèse de Fischer-Tropsch sur catalyseur à base de cobalt supporté sur carbure de Silicium." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2005/MADANI_Behrang_2005.pdf.
Full textAbstract:
La synthèse de Fischer-Tropsch (SFT) conduit à une grande diversité de produits, principalement des alcanes ainsi que des oléfines et des alcools et ce à partir d'un mélange précis de CO et H2. Actuellement le gaz naturel est brûlé au niveau des puits de pétrole, ce qui entraîne non seulement une perte économique non négligeable mais aussi une pollution atmosphérique due au dégagement de CO2. La réaction de FT est une des voies permettant de valoriser le gaz naturel après transformation de celui-ci en gaz de synthèse (mélange de CO et H2). La réaction SFT est exothermique et nécessite une évacuation rapide de la chaleur hors du site catalytique afin d'éviter le problème de formation de points chauds et les problèmes de craquage des produits formés. Les supports utilisés traditionnellement pour la SFT sont souvent des supports isolants tels que l'alumine et la silice qui ne permettent pas une bonne évacuation de la chaleur. Dans ce travail, nous avons remplacé le support isolant par un support conducteur à base de β-SiC, ce qui permet une meilleure homogénéisation de la température dans le lit catalytique. Dans le cadre de cette étude, différents paramètres réactionnels, comme la teneur en Co, la pression totale et le temps de contact ont été optimisés pour obtenir les meilleures activité, sélectivité et stabilité du catalyseur. Nous avons étudié également l'influence de la morphologie du support sur la performance du catalyseur. Parmi les différentes formes de support testé à base de β-SiC (grain, extrudé et mousse), le support sous forme de mousse semble d'avoir la meilleure performance. Nous avons mis au point les procédures de régénération du catalyseur ainsi que le dopage par le molybdène. Les catalyseurs ainsi obtenus présentent de meilleures activité et sélectivitéThe Fischer-Tropsch synthesis (FTS) leads to various products, mainly alkanes as well as olefins and alcohols, starting with precise mixture of CO and H2. Currently, natural gas is recovered as a by-product of oil extraction and directly burnt, which leads a non negligible economic loss as well as an atmospheric pollution due to the production of CO2. The reaction of FTS is one of the ways permitting valorisation of natural gas after its transformation in gas of synthesis (mixture of CO and H2). The SFT reaction is exothermique and requires fast evacuation of heat from the catalytic sites in order to avoid the problem of hot spots formation and subsequent cracking of formed products. The supports used traditionally for the FTS are insulating supports, such as alumina and silica, which does not permit a good evacuation of heat. In this work, we replaced the insulating support by a conducting support based on SiC, which permits a better homogenisation of the temperature in the catalytic bed. In this study, different reaction parameters- the Co content, the total pressure and contact time, have been optimized in order to obtain the best activity, selectivity and stability of the catalysts. We also studied the influence of the morphology of the support on the catalyst performance. Among the different shapes of support based on SiC (grain, extrudes and foam), the support as foam seems to have the best performance. We finalised the procedures of regeneration of the catalyst as well as the doping by molybdenum. The thus obtained catalysts present the best activity and selectivity
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Felis, Vincent. "Dépollution d'effluents aqueux contenant des composés aromatiques chlorés par hydrogénation catalytique." Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO10004.
Full textAbstract:
Les procedes deja commercialises pour traiter les effluents aqueux contenant des composes aromatiques chlores exigent soit des conditions de fonctionnement extremes (pression et/ou temperature elevees), soit de grandes quantites de reactifs chimiques parfois tres couteux. Un procede original fonctionnant dans des conditions douces, avec un reactif aussi disponible et bon marche que l'hydrogene serait avantageux et novateur. Nous nous sommes donc attaches a le concevoir. Le traitement de l'effluent pollue s'effectue dans un reacteur a lit fixe unique qui est le siege de trois etapes successives : l'adsorption du polluant dissous sur une colonne d'adsorbant comportant le catalyseur bien distribue, l'hydrogenolyse-hydrogenation des molecules preadsorbees, et la regeneration du catalyseur. Un charbon actif en grains a ete selectionne pour ses excellentes proprietes adsorbantes puis etudie en lit fixe. Par ailleurs, tous les chlorophenols, une chloroaniline et un polychlorobiphenyle ont ete totalement hydrogenes dans des conditions douces a l'aide d'un catalyseur commercial au ruthenium depose sur charbon actif. Aussi, nous avons fabrique un catalyseur au ruthenium depose sur grains de charbon actif destine a etre dispose en lit fixe. Il s'est montre deux fois plus actif que le catalyseur commercial. L'etude cinetique de l'hydrogenation du parachlorophenol en reacteur parfaitement agite a permis de selectionner un modele de type langmuir-hinshelwood pour predire les resultats experimentaux en regime chimique, et un programme informatique a ete mis au point pour estimer l'influence de la taille des grains sur la vitesse de la reaction. La regeneration du catalyseur consecutive a l'etape d'hydrogenation consiste en un simple traitement thermique sous courant d'hydrogene, et lui redonne ses proprietes adsorbantes et catalytiques initiales. Un micropilote de demonstration a ete concu, fabrique puis teste. Il a montre que le procede est viable et que l'etape d'hydrogenation peut etre menee dans des conditions tres douces.
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Nicolaus, Nathalie. "Hydrogénation du glucose en réacteur triphasique continu sur catalyseurs au nickel et au ruthénium." Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10019.
Full textAbstract:
La production de sorbitol pur a 99,0% par hydrogenation de solutions aqueuses tres concentrees en glucose a ete mise au point en reacteur triphasique continu fonctionnant a co-courant descendant sur des catalyseurs au nickel et au ruthenium supportes, disposes en lit fixe. A 130c et 80 bars d'hydrogene, l'hydrogenation quasi totale du glucose en sorbitol (selectivite 98%) a pu etre obtenue au temps de contact 0,2 gni. H/ml, sur un catalyseur au nickel supporte engelhard (50%ni/sio#2-al#2o#3). Une etude cinetique complete a ete realisee sur ce catalyseur et les donnees cinetiques ont ete interpretees par le modele de langmuir-hinshelwood. Mais la dissolution du support et du metal justifie le remplacement des catalyseurs au nickel par des catalyseurs au ruthenium sur un support inerte comme le charbon actif. Dans des conditions plus douces (100c, 80 bars), les catalyseurs i-2%ru/c presentent des activites specifiques initiales cent fois superieures a celles des catalyseurs au nickel. En se placant dans un domaine de temps de contact compris entre 60 et 80. 10#-#4 gru. H/ml, la reaction est totale avec une selectivite en sorbitol superieure a 99,0%. Aux temps de contact plus eleves, la selectivite en sorbitol diminue. Ces catalyseurs au ruthenium sont stables sur un mois de fonctionnement. Le dopage de ces catalyseurs monometalliques par de faibles quantites de platine (0,2% en poids), permet d'elargir a 60-120. 10#-#4 gru. H/ml le domaine des temps de contact favorables a cette haute selectivite en sorbitol a conversion complete du glucose
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Naderifar, Abbas. "Étude expérimentale locale et globale du transfert de matière liquide/solide à la paroi d'un réacteur à lit fixe." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL149N.
Full textAbstract:
Le présent travail concerne une étude expérimentale de l'hydrodynamique et du transfert de matière liquide/solide à la paroi d'un réacteur à lit fixe par deux approches complémentaires: l'approche globale à l'échelle macroscopique et l'approche locale à l'échelle microscopique. La méthode polarographique, fondée sur la mesure du courant limite de diffusion d'une substance électroactive présente en faible quantité au sein de la solution liquide, a été utilisée. Deux configurations d'écoulement ont été considérées: l'écoulement monophasique du liquide et l'écoulement gaz/liquide à co-courant vers le bas. L’influence du nombre de Schmidt (nature du liquide) a été analysée dans les différents régimes hydrodynamiques proprés à chaque configuration d'écoulement. Après une description détaillée du montage expérimental et des méthodes de mesures des paramètres hydrodynamiques et du transfert de matière, un intérêt particulier a été porté à la mise au point du système de mesure, en présence et en absence de gaz, afin d'assurer une bonne qualité des mesures. Dans chaque configuration, les régimes d'écoulement, les pertes de charge et le transfert de matière ont été déterminés. Un tube en nickel platine (macroélectrode) a été utilisé pour mesurer le transfert global de matière, alors que des microélectrodes en platine, sur paroi conductrice, ont permis de mesurer le transfert local. Les mêmes microélectrodes, mais en paroi inerte, ont permis d'analyser l'hydrodynamique à l'échelle locale. En plus des techniques du traitement classique du signal, l'approche fractale a été utilisée pour caractériser les performances des réacteurs à lit fixe à travers l'état du mélangeage de la phase liquide. Tous les résultats expérimentaux ont été systématiquement confrontés aux prédictions de la littérature. En transfert de matière, des corrélations propres de nos mesures sont proposées avec une analyse statistique des paramètres utilisés pour leur établissement. Des comparaisons entre les transferts de matière et de chaleur ont été effectuées afin de mettre en évidence des analogies entre ces deux phénomènes de transport
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Sahban-Kifani, Fatima. "Étude et modélisation d'un réacteur catalytique triphasé Verlifix en vue de son optimisation." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPD080.
Full text
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Bergault, Isabelle. "Etude cinétique et mise en oeuvre de l'hydrogénation catalytique de l'acétophénone dans deux réacteurs continus : la colonne à bulles et le lit fixe ruisselant." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT013G.
Full textAbstract:
Les reacteurs catalytiques triphasiques sont couramment utilises dans l'industrie pour la mise en oeuvre de reactions exothermiques a schema reactionnel complexes telles que des hydrogenations, oxydations, chlorations. Cependant, la prediction de leurs performances reste delicate car elle resulte des effets couples de la cinetique, de l'hydrodynamique et des transferts de matiere et de chaleur. L'hydrogenation catalytique de l'acetophenone a donc ete mise en oeuvre en continu, dans une colonne a bulles et dans un lit fixe ruisselant afin de determiner l'importance relative de chacun de ces phenomenes. Apres la selection d'un systeme reactionnel adapte, l'etude cinetique de la reaction a ete effectuee en reacteur ferme, mecaniquement agite. Une bonne representantion des resultats a ete obtenue grace a la discrimination d'un modele de type langmuir-hinshelwood et l'optimisation des parametres a partir des cinetiques completes. Le passage aux reacteurs continus met en evidence l'importance de la maitrise du catalyseur, des protocoles d'activation et de mise en oeuvre. En colonne a bulles, un modele considerant la phase liquide parfaitement agitee et prenant en compte la desactivation du catalyseur a ete mis en place. Il simule correctement les essais realises et montre la faible importance du transfert gaz-liquide dans nos conditions. En lit fixe, un modele simplifie, considerant le mouillage total du catalyseur et ne prenant pas en compte la desactivation a ete developpe. Il suggere une importante limitation par le transfert de l'hydrogene qui est tres sensible au taux de mouillage. Enfin, cette etude a permis la comparaison des performances de ces reacteurs en termes de productivite et de selectivite.
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Jacquier-Gonod, Véronique. "Polymérisation anionique coordinée par ouverture de cycles oxygénés : du procédé discontinu au procédé continu sur colonne réactive." Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO10091.
Full textAbstract:
Un nouveau systeme catalytique heterogene a base d'alcoolates d'aluminium greffes sur une silice poreuse en presence d'alcools a ete utilise pour la polymerisation anionique coordinee de cycles oxygenes (oxirannes, lactones). Son fonctionnement est base sur une reaction de transfert reversible rapide entre les alcools libres et les alcoolates supportes ce qui donne au systeme les caracteristiques d'une polymerisation vivante, en particulier le controle du degre de polymerisation par le rapport monometre/alcool ainsi que la possibilite de faire des copolymeres a blocs. De plus, l'alcool introduit initialement permet d'obtenir en une seule etape des polymeres fonctionnels et de moduler a loisir cette fonctionnalite. Le travail traite de l'application de ces systemes catalytiques a la synthese d'oligomeres fonctionnalises (polymeres et copolymeres de l'-caprolactone, copolymeres a blocs oxyde de propylene-oxyde d'ethylene). Une etude de la microstructure du polyoxyde de propylene (regioselectivite et formation d'alcenes terminaux) par rmn a permis d'avancer dans la comprehension du mecanisme reactionnel. D'autre part, l'utilisation d'un support solide permet le developpement d'un procede de polymerisation en continu sur lit fixe. Une etude de faisabilite en terme de chimie ainsi qu'en terme de procede (conception et realisation d'un reacteur de polymerisation en continu devant travailler en milieux organique et visqueux) a ete realisee. Une modelisation de ce reacteur a lit fixe a egalement ete effectuee a partir des distributions de temps de sejour d'un traceur. Ce travail a permis de connaitre la conversion et donc le degre de polymerisation du polymere synthetise en regime permanent.
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Alnnasouri, Muatasem. "Etude du développement de biofilms dans des réacteurs de traitement d’eau." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2010. http://www.theses.fr/2010INPL085N/document.
Full textAbstract:
Le développement de biofilms est étudié sur de longues périodes (de deux à sept mois) dans des réacteurs à disque tournant (RBC) et à lit fixe alimentés par des eaux résiduaires domestiques ou des substrats synthétiques en continu à l’échelle du laboratoire. Deux réacteurs ont été spécialement conçus pour des expériences. Les biofilms ont été soumis à des stress physiques (forces hydrodynamiques) ou chimiques (antibiotique). L’activité biologique des réacteurs a été suivie au cours du temps (dégradation de la pollution carbonée et azotée). Les phénomènes de détachement et de redéveloppement des biofilms ont été caractérisés sur des surfaces lisses ou structurées par des techniques d’analyse d’images non destructives. La quantité globale de biomasse présente est évaluée par l’opacité du biofilm et cette méthode d’évaluation a été validée par comparaison avec des méthodes classiques destructives (coloration au Cristal Violet, matières sèches). La macrostructure du biofilm, liées aux phénomènes de croissance, détachement et recroissance, a été évaluée à l’aide de deux méthodes de caractérisation de la texture visuelle : la méthode de cooccurrence de niveaux de gris (SGLDM) et la longueur des segments (GLRLM). Le travail montre l’efficacité de l’analyse d’images comme une méthode rapide et peu onéreuse dans l’étude des biofilms sur le long termeThe development of biofilm has been studied over long periods of time (two to seven months) in laboratory-scale rotating biological contactors and fixed bed reactors continuously fed with municipal wastewater or synthetic growth media. Two reactors have been specifically designed for this purpose. The biofilms have been subject to hydrodynamic and chemical (antibiotics) stresses. The overall biological activity of the reactors have been monitored, in terms of carbon and nitrogen removal. The phenomena of sloughing and re-growth have been characterized on smooth and rough surfaces using image analysis non-destructive techniques. The amount of biomass present on the substratum has been evaluated by the biofilm opacity and this monitoring method has been validated by comparison with destructive methods such as crystal violet staining and dry weight. The biofilm macrostructure, related to growth, sloughing and re-growth phenomena, has been evaluated through visual texture characterization of the scanning gray level co-occurrence matrix (SGLDM) and the gray level run length method (GLRLM). The results shows the efficiency of image analysis as a rapid and cheap method to monitor biofilm development on the long term