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Auteur(s)
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Jean-Léon HOUZELOT : Professeur de Génie de la réaction chimique - Directeur de l’École nationale supérieure des industries chimiques (ENSIC)Institut national polytechnique de Lorraine
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Cet article est la mise à jour du paragraphe 6 de l’article « Réacteurs chimiques. Principes » écrit en 1980 par Jacques VILLERMAUX.
Dans cette dernière partie consacrée aux réacteurs chimiques, nous examinons l’influence de la cinétique physique (transfert de matière et de chaleur) sur le fonctionnement des réacteurs comportant plusieurs phases. Étant donné l’importance industrielle de ce type de réacteurs, chacun d’eux mériterait un traitement détaillé. Les principes généraux exposés dans l’article précédent restent bien entendu applicables. Nous voulons seulement mettre en évidence ci-après le couplage entre réaction chimique et phénomènes de transport. Celui-ci intervient notamment pour modifier l’expression de la vitesse apparente de la réaction qui figure dans les équations caractéristiques des réacteurs.
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Réactions catalytiques fluide-solide
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5. Réactions fluide-fluide : cas particulier des réacteurs gaz-liquide
Les réacteurs gaz-liquide sont des dispositifs très utilisés dans des industries variées : hydrogénations, oxydations, chlorations, fermentations, lutte contre la pollution, etc. Ils font l’objet de nombreuses recherches, et mériteraient un traitement particulier, puisque des ouvrages entiers leur sont consacrés [29]. Nous nous bornons ici à quelques indications générales et simplifiées.
5.1 Absorption sans réaction chimique
Supposons qu’un constituant présent dans la phase gazeuse s’absorbe dans le liquide, et représentons les profils de concentration dans les deux phases au voisinage de l’interface (figure 3).
Dans la théorie des deux films (Whitman [40]), on suppose que le transfert est réglé par la résistance dans un film gazeux et dans un film liquide placés en série de part et d’autre de l’interface, où l’on postule l’équilibre thermodynamique. La densité de flux de transfert s’écrit :
Les indices ont la signification suivante : G = gaz, L = liquide, i = interface,...
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Réactions fluide-fluide : cas particulier des réacteurs gaz-liquide
(d’après l’article de M. VILLERMAUX)
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - JOTTRAND (R.) - Introduction à la théorie des réacteurs chimiques. - Ind. Chim. Belge, 30, p. 119 (1965).
-
(2) - BOUDART (M.) - Kinetics of chemical processes, - Prentice Hall (1968).
-
(3) - DAMKÖHLER (G.) - Einflüsse der Strömung Diffusion und des Wärmeüberganges auf die Leistung von Reaktionsölen I. Allgemeines Gesichtpunkte für die Übertragung eines chemischen Prozesses aus dem Kleinen ins Grosse. - Z. Elektrochem (D), 42, p. 846 (1936).
-
(4) - BARRÉRE (M.), PRUD’HOMME (R.) - * - Équations fondamentales de l’aérothermochimie. Masson (1973).
-
(5) - CALDERBANK (P.H.) - Contact process converter design. - Chem. Eng. Prog. (USA), 49, p. 585 (1953).
-
(6) - CARBERRY (J.J.) - Chemical and catalytic reaction engineering. - McGraw-Hill...
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