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Auteur(s)
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Jean-Paul MOULIN : Ingénieur de l’École Centrale Paris - Docteur ès sciences - Professeur de génie chimique à l’École Centrale Paris
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Dominique PAREAU : Ingénieur de l’École Centrale Paris - Docteur ès sciences - Professeur à l’École Centrale Paris
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Mohammed RAKIB : Ingénieur de l’École Centrale Paris - Docteur ès sciences - Chef de travaux à l’École Centrale Paris
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Moncef STAMBOULI : Ingénieur de l’École Centrale Paris - Docteur ès sciences - Chef de travaux à l’École Centrale Paris
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Lire l’articleINTRODUCTION
La notion d’étage idéal qui a permis le calcul rapide des opérations compartimentées en distillation et en extraction liquide-liquide (sans augurer de ce que sera réellement cet étage idéal) peut être appliquée avec le même succès à d’autres opérations. Celles qui feront l’objet de cet article mettent en jeu un liquide et un gaz (absorption, désorption) ou un solide et un liquide ou un gaz (extraction solide-liquide et adsorption). La méthodologie permettant le calcul de ces opérations est la même que celle utilisée en distillation et en extraction liquide-liquide.
Le lecteur pourra également se reporter aux articles suivants :
-
Transfert de matière. Extraction liquide-liquide [J 1 073] ;
-
Transfert de matière. Distillation [J 1 072].
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Opérations solide-fluideArticle inclus dans l'offre
"Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique"
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1. Opérations gaz-liquide. Absorption-désorption
1.1 Absorption et désorption
L’absorption et la désorption sont des opérations qui mettent en jeu des échanges de matière entre une phase gazeuse et une phase liquide de natures chimiques différentes.
Lors d’une opération d’absorption, un ou plusieurs constituants de la phase gazeuse passent en solution. Cette opération est principalement utilisée pour purifier un flux gazeux ou pour récupérer un constituant présent dans un mélange gazeux.
La désorption, souvent appelée « stripping », est l’opération inverse de l’absorption.
Nous appellerons :
-
solutés : les constituants du système de solubilités notables ;
-
gaz porteur : le ou les constituants de la phase gazeuse dont les solubilités sont très faibles comparées à celles des solutés ;
-
absorbant ou solvant : les constituants de la phase liquide peu échangés avec la phase gazeuse. L’eau est l’absorbant le plus utilisé.
Nous ferons les hypothèses suivantes :
-
l’absorbant est non volatil ;
-
le gaz porteur est insoluble dans le liquide.
Nous nous intéressons à l’utilisation des colonnes à plateaux individualisés. On utilise ce type de colonne compartimentée dans le cas où le nombre d’étages nécessaire est important (de l’ordre de 10 ou plus) car il peut être plus compact qu’une colonne à garnissage. Pour d’autres avantages à utiliser des colonnes à plateaux, voir .
la figure 1 montre l’agencement d’une opération de purification d’un gaz comprenant une absorption suivie d’une désorption en vue de recycler l’absorbant.
Pour le dimensionnement d’un appareil d’absorption ou de désorption, on définit l’étage idéal comme un plateau qui réalise l’équilibre...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - PERRY (R.H.), GREEN (D.W.) - Perry’s Chemical Engineer’s Handbook. - McGraw-Hill Professional Publishing, 1991.
-
(2) - ZARZYCKI (R.), CHACUK (A.) - Absorption Fundamentals and Applications. - Pergamon Press Oxford UK, 1993.
-
(3) - RUTHVEN (D.M.) - Principles of adsorption and adsorption processes. - Wiley & sons N.Y., 1984.
-
(4) - COONEY (D.O) - Adsorption design for wastewater treatment. - CRC Press-Lewis Publishers Boca Raton, 1998.
-
(5) - * - Encyclopedia of Chemical Engineering, Kirk-Othmer, Wiley & sons, N.Y., 1998.
-
(6) - DUONG (D.Do.) - Adsorption analysis : equilibria and kinetics. - Series on chemical engineering ; v 2, Imperial College Press, London, 1998.
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