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Fluidisation gaz-solide - Particules fines et nanoparticules| Réf : J4120 v1
Auteur(s) : Khalil SHAKOURZADEH
Date de publication : 10 mars 2009 Relu et validé le 18 mai 2015
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Les LFC comprennent en général une grille d'introduction de la phase porteuse (i.e., le fluide) dont le rôle est essentiellement une distribution uniforme du gaz sur la section de la colonne. Dans certains types de risers pétroliers, la grille est remplacée par une buse d'injection projetant des fines gouttelettes de pétrole qui se vaporisent au contact du catalyseur chaud venant du lit externe. Pour les autres types de LFC, la grille de distribution est similaire à celle des lits fluidisés bouillonnants. Étant donné les vitesses de fluidisation nettement plus grandes pour les LFC, il faut soit utiliser des tuyères avec des trous plus larges (plusieurs millimètres) pour éviter une multiplication du nombre des tuyères, soit accepter de fonctionner avec une plus grande perte de charge, à savoir supérieure à la valeur de 3 400 Pa qui est considérée comme la limite inférieure admissible (cf. article ).
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La partie commune à tous les lits fluidisés circulants est l'élévateur, principal siège de toutes les transformations de la matière, à savoir réaction chimique, calcination, séchage, etc. Il est donc naturellement la partie la plus importante du LFC dont le comportement hydrodynamique influe fortement sur les performances du procédé. Quel que soit le procédé utilisant cette technologie, les profils de concentration en particules solides et ceux des vitesses locales d'écoulement de chaque phase jouent un rôle déterminant dans le fonctionnement global du système. Par ailleurs, on peut choisir, selon la plage de vitesse de fluidisation, une structure d'écoulement qui convient mieux pour chaque type d'application.
Exemple : comme nous l'avons vu, les risers du procédé FCC sont dimensionnés avec une grande vitesse d'écoulement pour éviter une désactivation importante du catalyseur lors de sa montée.
Par contre, les LFC utilisés pour la combustion du charbon fonctionnent à des vitesses nettement plus faibles pour augmenter le temps de séjour des particules en combustion et charger le système avec une relativement forte concentration en particules. Cela permet aussi d'obtenir un meilleur coefficient d'échange de chaleur à la paroi...
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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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