Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
-
Jean LEYBROS : Ingénieur de l’École Supérieure de Chimie Organique et Minérale (ESCOM) - Ingénieur-chercheur au Commissariat à l’Énergie Atomique
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Le présent article présente une procédure de dimensionnement des appareils d’extraction liquide-liquide, de type colonne, dont l’objectif est la prévision des deux paramètres quasi indépendants que sont la section de passage (le diamètre pour les colonnes) adaptée aux débits du procédé et la longueur ou le nombre d’étages réels nécessaire pour atteindre une efficacité de séparation suffisante. Le premier dépend essentiellement des caractéristiques hydrodynamiques du système de phase. Le second impose une bonne connaissance des données d’équilibres thermodynamiques et de cinétique de transfert de matière (cf. l’article Transfert de matière- Extraction liquide-liquide et suivants).
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Modèles simples de détermination de la hauteur
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2. Modèles de détermination du diamètre
Il existe de nombreuses corrélations pour le calcul des débits d’engorgement des colonnes d’extraction qui partent toutes du modèle semi-empirique d’écoulement à deux couches développé par Thornton, dans lequel les deux phases sont considérées comme continues et circulant en écoulement piston (figure 1). Le fondement du modèle (Pratt - Thornton ) repose sur la définition d’une vitesse de glissement (Slip velocity) entre la phase continue (c) et la phase dispersée (d), ou vitesse relative de la phase dispersée Us définie par la relation :
avec 0,0 < β < 1,0, β étant le taux de rétention volumique en phase dispersée.
La vitesse Us est reliée à la vitesse caractéristique, ou vitesse moyenne des gouttes U0, par la relation proposée par Pratt :
Cette vitesse caractéristique est définie comme étant la limite de la vitesse de glissement quand le taux de rétention tend vers zéro.
-
Les corrélations existantes donnent la valeur de la vitesse caractéristique des gouttes pour de nombreux appareils, elles sont de la forme :
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Modèles de détermination du diamètre
BIBLIOGRAPHIE
-
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(2) - GAYLER (R.), ROBERTS (N.W.), PRATT (H.R.C.) - Liquid-liquid extraction. Part IV : A further study of holdup in packed columns - . Trans. I. Chem. Eng., 31, 1953, p. 57-68.
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(3) - THORNTON (J.) - * - Chem. Eng. Sci., 5, 1956, p. 201.
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(4) - GODFREY (J.), SLATER (M.) - Slip velocity relationships for liquid-liquid extraction columns - . Trans. I. Chem. E., 69, 1991, p. 130-41.
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(5) - MARR (R.), HUSUNG (G.), MOSER (F.) - * - Verfahrenstechnik, 12, no 3, 1978, p. 139.
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(6) - HARMATHY (T.) - * - Acta Technica (Acad. Sci. Hung.), 12, 1955, p. 209.
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