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Université HASSAN 1er Faculté des sciences et techniques SETTAT Département chi

Université HASSAN 1er Faculté des sciences et techniques SETTAT Département chimie appliquée et environnement Filière : procédés et ingénierie chimique PROCEDES ET INGENIERIE CHIMIQUE RESUME MESURES DE TRANSFERT DE MASSE EN ABSORPTION ET DESORPTION : DETERMINATION DES PARAMETRES DE TRANSFERT DE MASSE Présenté Par : ED-DAKICHE HOUDA Résumé Ces modèles reposent sur la grande précision des paramètres de transfert de masse, c'est-à- dire la surface interfaciale effective aeff ainsi que les coefficients de transfert de masse côté gaz et côté liquide kG et kL pour les phases gazeuse et liquide, qui résultent d'expériences à une échelle significative. Actuellement, l'incertitude de ces paramètres de transfert de masse entraîne l'ajout d'importants facteurs de sécurité. Dans cet article, la méthode de détermination des paramètres illustrée par une étude de cas. I. Introduction L'absorption peut être classée en absorption physique et absorption réactive. Parce que se retrouvent dans diverses applications de l'industrie chimique ou énergétique, Dans l'absorption réactive la charge maximale du solvant, ainsi que la vitesse d'absorption sont modifiées par une réaction chimique du composant i en la phase liquide contrairement. La conception des procédés d'absorption, y compris le dimensionnement des colonnes et pour cela on voir une complexité de modélisation des colonnes, car chaque modèle est limité à son domaine de validité donc la modélisation dans la conception des procédés permet de - réduire l'effort expérimental - les coûts associés La pratique courante utilisé des modèles de processus basée sur calcule des taux de réaction donc on intègre des modèles pour la thermodynamique et la cinétique de réaction Les modèles décrivant la dynamique des fluides des colonnes garnies dans la plage de fonctionnement pour déterminer les paramètres de conception, par exemple le diamètre et la hauteur de la colonne, car la rétention de liquide et la chute de pression sont nécessaires pour prédire l'efficacité de séparation d'une colonne d'absorption Comparabilité des paramètres de transfert de masse déterminés dans la littérature, ce qui entraîne une réduction des facteurs de sécurité pour la conception des colonnes d'absorption. Cela permet de réduire les coûts d'investissement et d'exploitation du processus d'absorption. Il n'existe pas encore de norme établie pour la configuration des colonnes, mais il faut déterminer les variables d'entrée qui ont le plus d'impact sur la détermination des paramètres de transfert de masse. Une méthode systématique pour la détermination des paramètres de transfert de masse de transfert de masse n'a pas encore été publiée car on a une variation - des propriétés chimiques et physiques - L'application polyvalente de différentes corrélations L'objectif de cet article est de présenter une méthode standardisée pour les mesures de transfert de masse en absorption et désorption consiste en une expérience protocole de standardisation et une détermination standardisée des paramètres. II. Contexte théorique Le modèle HTU-NTU permet de déterminé la hauteur est exprimé comme le produit de hauteur d'une unité de transfert HTU et du nombre d'unités de transfert unités de transfert NTU Le NTUOG peut généralement être décrit comme l'intégrale de la force motrice qui peut être reformulée en fraction du composant i y En supposant que l'équilibre et la ligne de fonctionnement sont linéaires : Lorsque la concentration du composant dans la phase liquide globale est négligeable en raison d'une réaction chimique dans le film liquide. L’équation de NTU OG devient Le coefficient de transfert de masse volumétrique de masse volumétrique global KG a(eff) doit être connu . Le transfert de masse entre la phase gazeuse et la phase liquide est l'application de la théorie des deux films (Lewis et Whitman, 1924). Cette théorie est basée sur l'hypothèse qu'une couche stagnante de chaque côté de l'interface de phase est présente, alors que les phases sont supposées être idéalement mélangées. Les modèles basés sur les taux offrent une description chimiquement et physiquement [T, C,…….] La conception de la colonne impose la détermination des coefficients de transfert de masse partielle de masse partiels, kL du côté liquide et kG du côté gaz, ainsi que de la surface inter faciale effective a(eff) décrit la surface de contact réelle entre la phase gazeuse et la phase liquide. Grâce à l’existence de La résistance globale au transfert de masse entre les phases gazeuse et liquide on définit KGaeff et KLaeff sont les coefficients de transfert de masse volumétrique global sur les phases gazeuse et liquide. on peut supposer que l'interface pas de résistance de transfert de masse au transfert de masse global. D’après l’hypothèse que l'interface entre la phase gazeuse et la phase liquide est infiniment petite He : le coefficient de Henry He E : le facteur de renforcement décrit le rapport entre le transfert de masse avec et sans réaction dans le cas d'une absorption réactive. III. Méthode normalisée pour la détermination des paramètres de transfert de masse 1) Coefficients globaux de transfert de masse volumétrique KGaeff et KLaeff Détermination KGa(eff) et KLa(eff) en utilisant le modèle HTU-NTU - Soit on dérivés directement des valeurs expérimentales de chaque système - Soit être déterminés individuellement pour chaque type de garnissage. 2) Coefficients de transfert de masse volumétrique partiel kGaeff et kLaeff Il faut localiser la résistance au transfert de masse uniquement sur un côté de la zone inter faciale (kLaeff en fonction des coefficients globaux de transfert de masse) 3) Surface inter faciale effective a(eff) Pour la détermination de l'air inter faciale effective aeff (système 3), l'absorption de CO2 dans une solution aqueuse de NaOH a déjà prouvé sa faisabilité L'étape limitant la vitesse est la réaction en avant décrite par la constante de vitesse de réaction kOH-, Ce système permet de supposer qu'en raison de la réaction rapide la concentration du composant i dans la phase liquide est négligeable et que le facteur d'amplification E pour la réaction peut être fixé égal au nombre de Hatta Hatta Ha est exprimé par la constante de vitesse de réaction kOH- , le coefficient de diffusion du CO2 Une valeur théorique du coefficient global de transfert de masse KG,calc est déterminée à partir de la surface inter faciale a(eff). Côté gaz (système 1) Côté liquide (système 2) Cette relation souligne l'importance d'une méthode normalisée pour la détermination des paramètres de transfert de masse, car jusqu'à présent, la combinaison des coefficients de transfert de masse kG ou kL avec les valeurs de l'air inter faciale effective a(eff) 4) Coefficients de transfert de masse partiel kGaeff et kLaeff 5) Propriétés physiques et chimiques La détermination de la surface interfaciale aeff dépend des corrélations pour le coefficient de diffusion. Des corrélations entre le coefficient de diffusion DL,CO2 , le coefficient de Henry HeCO2 et la vitesse de réaction kOH- , comme le montre l'équation . Par conséquent, le calcul du coefficient de diffusion DL,CO2 est donné dans ce qui suit à titre d'exemple pour la réaction de l'eau. Barrett décrit une méthode pour déterminer le coefficient de diffusion du CO2 dans l'eau, qui est également utilisée par Pohorecki et al. L'hypothèse est que le coefficient de diffusion du CO2 pour les solutions aqueuses d'électrolytes est égal au coefficient de diffusion dans l'eau. La méthode de Wilke et Chang est applicable à différents types de solvants. Différents types de solvants et tient compte des propriétés détaillées du solvant telles que la masse moléculaire du solvant ML et la viscosité du solvant L IV. Analyse de sensibilité Sur la base de la méthode de calcul décrite précédemment pour la détermination des paramètres, une analyse de sensibilité a été de sensibilité a été réalisée afin de mieux comprendre l'influence de chaque valeur expérimentale mesurée. et varient dans la plage de leur précision en fonction de la méthode de mesure.L'analyse de sensibilité a été réalisée en appliquant la méthode de Morris des effets élémentaire Estimation de l'écart moyen de la distribution des effets élémentaires. Qui donne une impression de l'importance globale du paramètre d'entrée. Application de la méthode de détermination des paramètres de transfert de masse V. Application Le liquide était stocké dans le réservoir 1 et pompé vers le haut de la colonne, où il était distribué à l'aide d'une pompe. De la colonne, où il est distribué avec un distributeur de liquide tubulaire sur la section transversale de la colonne. Pour les expériences présentées, de l'eau désionisée a été désionisée comme base de la phase liquide et aucun agent anti-mousse n'a été ajouté. La phase gazeuse fonctionne en boucle fermée pour pour permettre une saturation de la phase gazeuse avec le solvant. Le flux de gaz gaz entre dans la colonne par le bas et la quitte par le haut en passant par un désembueur. La colonne en haut en passant par un désembueur. La concentration du composant i dans la phase gazeuse et la phase liquide a été mesurée au-dessus et directement en dessous du garnissage. Un analyseur de gaz de type Brühl + Kjaer 1302 a été utilisé pour l'analyse de la phase gazeuse. Et la phase liquide a été analysée à l'aide de méthodes de titrage standard. On fait les etude de cas suivant : Étude de cas : Transfert de masse volumétrique global coefficients KGa(eff) uploads/Finance/ resume-d-x27-article-tm.pdf