Contribution à la caractérisation du réacteur à lit soufflé par plasma application dans un procédé de gazéification du coke de pétrole

• Main Author: Hamdi, Hassan
• Other Authors: Jurewicz, Jerzy
• Language: French
• Published: Université de Sherbrooke 2000
• Online Access: http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1717

Le travail présenté dans cette thèse est consacré à la caractérisation et à la conception et réalisation d'un réacteur chimique à lit soufflé par plasma dans lequel certaines opérations telles que: traitement de minerai, gazéification et traitement de déchets solide pourraient être envisagées. La caractérisation comprend l'étude de l'hydrodynamique, du transfert de chaleur et de l'attrition dans le réacteur. À la dernière phase du projet, la gazéification du coke de pétrole par le dioxyde de carbone a été explorée. Une attention particulière a été accordée à l'étude de l'hydrodynamique qui conditionne le bon fonctionnement du réacteur. La géométrie à la base du réacteur s'avère être un paramètre de design important qui influence l'existence de zones de poudre stagnantes et la circulation dans le lit. L'étude paramétrique, incluant l'angle de cône comme paramètre géométrique, a permis d'établir deux corrélations qui permettent de prédire le point de transition lit fixe-lit soufflé. Les paramètres opératoires variés sont la taille des particules, le débit de gaz plasma et la puissance d'alimentation de la torche. Une taille de poudre critique en bas de laquelle le lit soufflé par plasma est instable a été déterminée. Elle est de l'ordre de 0.450 mm pour le solide utilisé (Alumine). Les corrélations établies montrent que l'hydrodynamique est contrôlée par les conditions à l'entrée du réacteur: température enthalpique et vitesse du jet. L'étude du transfert de chaleur est basée sur les bilans d'énergie sur les différents éléments du système: torche, réacteur et solide granuleux. Un modèle global pour l'estimation de la température moyenne du lit qu'on peut atteindre sous différentes conditions opératoires a été mis au point. Le modèle montre l'importance des pertes thermiques et leur influence sur le niveau de température maximal réalisable en régime permanent. Les pertes mesurées montrent l'importance des pertes radiatives, par la fontaine au dessus du lit, qui représentent 60% de l'énergie thermique injectée dans le lit. L'étude de l'attrition a montré que l'attrition est d'autant plus sévère que la puissance d'opération est élevée et que la taille des particules est plus grande. Dans la gamme des conditions d'opération étudiée, le taux de fines produits varie de 4 à 33% de la charge solide dans le réacteur. La réduction du diamètre moyen de la poudre varie de 4 à 59% de la taille moyenne de la poudre initiale."--Résumé abrégé par UMI