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1 - INTRODUCTION

2 - MODÈLES DE DÉTERMINATION DU DIAMÈTRE

3 - MODÈLES SIMPLES DE DÉTERMINATION DE LA HAUTEUR

  • 3.1 - Contacteurs à étages réels discrétisés
  • 3.2 - Contacteurs différentiels
  • 3.3 - Limitation des modèles simples

4 - MODÈLES DE MÉLANGE AXIAL. HAUTEUR DES APPAREILS DIFFÉRENTIELS

5 - CORRÉLATIONS GÉNÉRALISÉES

Article de référence | Réf : J2765 v1

Modèles simples de détermination de la hauteur
Extraction liquide-liquide - Modélisation des colonnes

Auteur(s) : Jean LEYBROS

Date de publication : 10 sept. 2004

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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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INTRODUCTION

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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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j2765


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3. Modèles simples de détermination de la hauteur

3.1 Contacteurs à étages réels discrétisés

Une approche plus réaliste que celle de l’étage idéal, qui suppose l’équilibre chimique toujours atteint, consiste à prendre en compte la vitesse du transfert de matière dans l’étage. Cette vitesse de transfert n’étant pas infinie, les phases ne sortent pas à l’équilibre et l’étage n’est donc plus idéal. Ce cas particulier a pour application principale le dimensionnement des mélangeurs-décanteurs, mais peut être généralisé au calcul de colonne dont les éléments de garnissage introduisent une segmentation (colonnes à plateaux).

Le profil d’extraction dans un tel extracteur à contre-courant peut être déterminé à partir d’un bilan matière autour du nième étage :

avec :

Fx
 : 
débit volumique de la phase X (m3 · s−1)
V
 : 
volume relatif à un étage ou à une section de colonne (m3)
kox
 : 
coefficient global de transfert relatif à la phase X (m · s−1)
 : 
aire interfaciale (Extraction liquide-liquide- Choix, calcul et conception des appareils § 3.1.1), calculée à partir des conditions hydrodynamiques – rétention...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MOHANTY (S.) -   Modeling of liquid-liquid extraction column – A review  -  . Rev. chem. Eng. 16, no 3, 2000, p. 199-248.

  • (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.

  • (3) - THORNTON (J.) -   *  -  Chem. Eng. Sci., 5, 1956, p. 201.

  • (4) - GODFREY (J.), SLATER (M.) -   Slip velocity relationships for liquid-liquid extraction columns  -  . Trans. I. Chem. E., 69, 1991, p. 130-41.

  • (5) - MARR (R.), HUSUNG (G.), MOSER (F.) -   *  -  Verfahrenstechnik, 12, no 3, 1978, p. 139.

  • (6) - HARMATHY (T.) -   *  -  Acta Technica (Acad. Sci. Hung.), 12, 1955, p. 209.

  • ...

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