Etude des phénomènes de transfert de matière et d'énergie lors d'un procédé d'extraction liquide-liquide dans une colonne pulsée

Download or read book Etude des phénomènes de transfert de matière et d'énergie lors d'un procédé d'extraction liquide-liquide dans une colonne pulsée written by Papken Sarkis and published by . This book was released on 2012 with total page 221 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude porte sur la conception d’une nouvelle technologie de colonne d’extraction appliquée au contact liquide-liquide. Cette conception associe le mécanisme de transfert d’énergie pour la fragmentation de la phase légère en gouttelettes et de transfert de matière phase dispersée - phase lourde circulant à contre-courant. Ce mécanisme présente de façon récurrente sur chaque plateau, une coalescence des gouttes suivie d’une fragmentation. Dans une colonne pulsée, la rupture des gouttes (formation de l’émulsion) est favorisée par les perforations des plateaux, sous l’effet de la pulsation de l’ensemble du volume liquide, les plateaux perforés immobiles créent des turbulences et un transfert d’énergie au sein de l’écoulement avec fragmentation des gouttes. Dans une colonne Kühni, le transfert d’énergie se fait à l’aide de turbines à pales droites distribuées de façon régulière sur l’arbre axial séparée par des anneaux fixes. Le but de ce travail consiste à suivre par analyse d’images le transfert de matière et d’énergie de l’acide acétique dans le cadre d’un procédé d’extraction liquide-liquide en utilisant deux types de mélanges, un mélange couramment utilisé (phase aqueuse / phase organique ) et un mélange diphasique aqueux afin de prendre en compte les contraintes environnementales. Ces études ont été effectuées dans une colonne pulsée et les résultats ont été comparés avec ceux obtenus dans une colonne Kühni. Pour cela, nous avons instrumenté les deux colonnes à l’aide d’une caméra numérique à forte résolution (1 μm) et à grande vitesse d’acquisition (1 image tous les 20 millisecondes) afin de qualifier la dispersion spatiale de la phase légère le long de la colonne. L’utilisation du logiciel Visilog 6.7 nous a permis de connaître la distribution statistique des diamètres de l’émulsion, le rapport surface/volume (S/V) et le volume des gouttes (DSD) en fonction des paramètres de fonctionnement (vitesse du rotor, vitesse de pulsation et teneur initiale en acide acétique). Nous avons montré que la distribution en taille des gouttes permet de qualifier les phénomènes de transfert de matière et d’énergie au sein des différentes colonnes. Ces résultats permettent d’accéder à la notion d’efficacité du transfert de matière en termes de transfert d’énergie (agitation) et de matière (diffusion- convection) et qualifient le hold-up et sa limite de fonctionnement caractérisée par l’engorgement (transfert d’énergie sans coalescence de l’émulsion). Les valeurs expérimentales du diamètre moyen de Sauter (d32) sont en bon accord avec celles proposées par les corrélations de Kumar et Hartland.