Fluidisation
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Le réacteur renferme un lit fluidisé d’une dizaine de mètres de hauteur et de plusieurs mètres de diamètre. La réaction de formation de l’acrylonitrile est du type catalytique avec un fort dégagement de chaleur (760 kJ.moL1). Plusieurs cyclones sont
placés à l’intérieur de l’enceinte pour éviter la sortie des particules de catalyseur. De
plus, un ensemble de tubes échangeurs de chaleur plonge dans le lit bouillonnant pour
maintenir une température autour de 450 °C.
Une autre application industrielle des lits fluidisés bouillonnants est le traitement des minerais sulfurés par grillage. L’oxydation du minerai de sulfure de zinc
(blende) est couramment pratiquée industriellement en lit fluidisé pour obtenir de
l’oxyde de zinc et du dioxyde de soufre selon la réaction suivante :
3
ZnS + - O —> ZnO + SO2
2
Le procédé Dorrco Fluo-Solid décrit dans la figure 5.8 A utilise cette réaction
d’oxydation exothermique (AH°298 = - 441 kJ.moL1) en un seul étage. Le caractère
dangereux du gaz produit (air + SO2) fait que l’on opère sous une pression légèrement
inférieure à 1 bar. La fluidisation offre beaucoup d’avantages en permettant de contrôler la température et l’atmosphère du milieu réactionnel (excès d’air, concentration en
SO2) et en offrant de grosses capacités de traitement. Pour ce type de réacteurs, des
matériaux réfractaires sont utilisés pour la construction des parois permettant ainsi de
résister à des températures très élevées (environ 1 000 °C).
Sortie du (gaz+fines particules)
refroidis et séparés
Traitement des fumées
(gaz+fines particules)
Alimentation en
solide humidifié
Alimentation en
boues concentrées
Air
chaud
Four à lit fluidisé
monoétagé
Air-w==
-;:Minerai calciné
£—J ZnO
Brille de distribution
(multituyères)
Four à lit
fluidisé de sable
Air +
combustible
^«-combustible
Grille de
distribution
(A)
Figure 5.8. Réacteurs monoétagés à lit fluidisé.
(A) Traitement du sulfure de zinc fossile. (D’après K. Shakourzadeh, (2002),
Techniques de fluidisation, Les Techniques de l Ingénieur, J 3 390, 1-20). (B)
Incinération des boues. (D’après E. Koller, (2001), Aide-Mémoire Génie Chimique,
L’Usine Nouvelle, Dunod).
Une autre application des lits fluidisés monoétagés est 1 incinération de déchets
comme les boues de station d’épuration. Dans ce procédé décrit dans la figure 5.8 B,
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Le réacteur renferme un lit fluidisé d’une dizaine de mètres de hauteur et de plusieurs mètres de diamètre. La réaction de formation de l’acrylonitrile est du type catalytique avec un fort dégagement de chaleur (760 kJ.moL1). Plusieurs cyclones sont
placés à l’intérieur de l’enceinte pour éviter la sortie des particules de catalyseur. De
plus, un ensemble de tubes échangeurs de chaleur plonge dans le lit bouillonnant pour
maintenir une température autour de 450 °C.
Une autre application industrielle des lits fluidisés bouillonnants est le traitement des minerais sulfurés par grillage. L’oxydation du minerai de sulfure de zinc
(blende) est couramment pratiquée industriellement en lit fluidisé pour obtenir de
l’oxyde de zinc et du dioxyde de soufre selon la réaction suivante :
3
ZnS + - O —> ZnO + SO2
2
Le procédé Dorrco Fluo-Solid décrit dans la figure 5.8 A utilise cette réaction
d’oxydation exothermique (AH°298 = - 441 kJ.moL1) en un seul étage. Le caractère
dangereux du gaz produit (air + SO2) fait que l’on opère sous une pression légèrement
inférieure à 1 bar. La fluidisation offre beaucoup d’avantages en permettant de contrôler la température et l’atmosphère du milieu réactionnel (excès d’air, concentration en
SO2) et en offrant de grosses capacités de traitement. Pour ce type de réacteurs, des
matériaux réfractaires sont utilisés pour la construction des parois permettant ainsi de
résister à des températures très élevées (environ 1 000 °C).
Sortie du (gaz+fines particules)
refroidis et séparés
Traitement des fumées
(gaz+fines particules)
Alimentation en
solide humidifié
Alimentation en
boues concentrées
Air
chaud
Four à lit fluidisé
monoétagé
Air-w==
-;:Minerai calciné
£—J ZnO
Brille de distribution
(multituyères)
Four à lit
fluidisé de sable
Air +
combustible
^«-combustible
Grille de
distribution
(A)
Figure 5.8. Réacteurs monoétagés à lit fluidisé.
(A) Traitement du sulfure de zinc fossile. (D’après K. Shakourzadeh, (2002),
Techniques de fluidisation, Les Techniques de l Ingénieur, J 3 390, 1-20). (B)
Incinération des boues. (D’après E. Koller, (2001), Aide-Mémoire Génie Chimique,
L’Usine Nouvelle, Dunod).
Une autre application des lits fluidisés monoétagés est 1 incinération de déchets
comme les boues de station d’épuration. Dans ce procédé décrit dans la figure 5.8 B,