Particules poreuses interactives - Interactions chimiques ­consommables

Les interactions chimiques dites « consommables » concernent toutes celles où une réaction chimique met en œuvre une phase solide qui se transforme en phase fluide et/ou en une autre phase solide. Elles sont nombreuses au niveau industriel. On peut citer les régénérations des catalyseurs solides, la dissolution réactive d’un solide, les nombreuses opérations de transformations des industries minérales et sidérurgiques.

Au niveau de la particule solide, l’interaction consommable ne peut pas être analysée par un seul modèle. On trouve, dans des ouvrages généraux, plusieurs types de modèles adaptés aux interactions, mais ces modèles peuvent être rassemblés en deux grandes familles, à savoir :

• la famille de modèles à volume réactionnel et à propriétés de transfert constants ;

• la famille de modèles à volume réactionnel et/ou à propriétés de transfert variables.

Pour la première famille, la modélisation de l’évolution de la particule est représentative des grandeurs réelles et une métrologie fine peut permettre de valider les profils de température et composition observés au sein de la particule.

Pour la deuxième famille, l’objectif de la modélisation est de représenter au mieux l’évolution macroscopique de la particule. Les simplifications sous-jacentes des modèles ne permettent pas généralement de représenter au mieux les profils de composition et de température au sein de la particule. En revanche, le taux de transformation du réactif solide est bien estimé.

Dans ce dossier, nous allons présenter les analyses relatives à ces deux familles.

À l’issue de la description des modèles, nous appliquerons l’un des modèles à la combustion d’une particule de charbon.