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Fluidisation gaz-solide - Particules fines et nanoparticulesArticle de référence | Réf : J4120 v1
Auteur(s) : Khalil SHAKOURZADEH
Date de publication : 10 mars 2009
Relu et validé le 18 mai 2015
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Le fonctionnement en régime circulant est une suite logique de la tendance industrielle des dernières décennies. Cette tendance se résume dans l'idée de mettre en contact un maximum de gaz avec le solide. Ainsi, en introduisant de plus en plus de gaz dans les lits fluidisés bouillonnants de la première génération, il a fallu trouver le moyen de récupérer les particules envolées et de les remettre dans le lit fluidisé. Or, il se trouve que les techniques classiques de récupération des particules (les cyclones standards en majeure partie) sont vite dépassées par l'ampleur du phénomène d'entraînement à forte vitesse de gaz. Il en est de même pour les dispositifs de retour de solide, de simples jambes de retour plongeant dans la suspension (cf. article ) dont le fonctionnement est fortement perturbé à fortes vitesses de gaz. Ces limitations ont obligé les industriels à revoir la conception des systèmes classiques et les ont conduits vers les configurations actuelles des systèmes à recirculation.
Ainsi, le premier avantage des LFC sur les bouillonnants conventionnels est la possibilité d'emploi d'un débit de gaz beaucoup plus important. Le second avantage est la disparition des bulles et des limitations liées au phénomène de transfert bulle/ suspension. En effet, comme nous allons le voir dans les paragraphes suivants, la structure de l'écoulement gaz/ solide (du point de vue mécanistique) est telle que le contact des particules avec la phase gazeuse est presque parfait. Mis à part quelques problèmes mineurs de rétromélangeage dans certaines conditions opératoires, on peut pratiquement parler d'un écoulement piston dans la partie ascendante du lit (on appelle cette partie « l'élévateur » ou on la désigne par son équivalent en anglais « riser »). Il est à noter que la phase solide dans un lit fluidisé bouillonnant (LFB) est en général parfaitement mélangée. Les procédés en LFB nécessitant un temps de séjour plus ou moins précis des particules (i.e. le séchage) sont contraints à employer des lits de faible hauteur et de grande longueur pour obtenir un mouvement relativement régulier des particules. On peut aussi noter une perte de charge relativement faible et une conception de la grille de fluidisation plus simple. En effet, les tuyères employées au niveau de la grille possèdent en général un seul trou vertical car aucun problème de « perçage » du lit n'est à craindre .
En...
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OPÉRATIONS UNITAIRES. GÉNIE DE LA RÉACTION CHIMIQUE
(1) - Gas Fluidization Technology - Éd. D. Geldart, J. Wiley & Sons (1986).
(2) - SHAKOURZADEH (K.) - Techniques de fluidisation - Éditions T.I. Techniques de l'Ingénieur [J 3 390]. Base documentaire « Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique » (2002).
(3) - BERRUTI (F.), KALOGERAKIS (N.) - Modelling the internal flow structure of circulating fluidized beds - The Can. J. of Chem. Eng., 67, p. 1 010-1 014 (1989).
(4) - PUGSLEY (T.S.), BERRUTI (F.) - A predictive hydrodynamic model for circulating fluidized bed risers - Powder Technology 89, p. 57-69 (1996).
(5) - PATIENCE (G.S.), CHAOUKI (J.) - Gas phase hydrodynamics in the riser of a circulating fluidized bed - Chemical Engineering Science, vol. 48, issue 18, p. 3 195-3 205 (sept. 1993).
(6) - NIEUWLAND...
(liste non exhaustive)
La réunion la plus importante est la conférence internationale CFB (International Conference on Circulating Fluidized Beds).
Cette conférence se tient tous les deux ans.
La neuvième édition a eu lieu du 13 au 16 mai 2008 à Hambourg ( http://www.cfb9.org ).
Cette série de conférences a débuté en 1985 à Halifax (Canada). Elle traite aussi bien des aspects fondamentaux que des applications concernant les systèmes à lits fluidisés circulants.
Une des caractéristiques particulières de cette conférence est qu'elle réunit en nombre égal des industriels et des universitaires.
En parallèle avec le 9e CFB se tient le 4e VGB Workshop « Operating Experience with Fluidized Bed Fering System ».
La première édition a eu lieu en 2002 à Cologne (Allemagne). Ces Workshops sont organisés par l'association VGB Powertech ( http://www.vgb.org ).
D'autres petits congrès s'organisent un peu partout dans le monde mais d'une manière ponctuelle. Ils n'ont pas de portée internationale.
(liste non exhaustive)
Les logiciels de calcul les plus utilisés sont :
ERGUN pour le design des lits fluidisés circulants ( http://www.utc.fr/ergun).
CFBCAD pour le design des chaudières à...
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2 - AVANTAGES DES LFC SUR LES LITS FLUIDISÉS BOUILLONNANTS
4 - APPLICATIONS INDUSTRIELLES DES LITS FLUIDISÉS CIRCULANTS
5 - DIFFÉRENTES COMPOSANTES D'UN LFC
6 - TAUX DE RECIRCULATION ET BILAN DE POPULATION
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