Interprétation cinétique des mesures d'ignition dans le cas des systèmes réactionnels gaz-solide

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Abstract

Cette étude propose une interprétation quantitative du phénomène d'ignition en vue de déterminer leg paramètres cinétiques des réactions chimiques exothermiques du type: gaz + solide → gaz.

Deux méthodes cinétiqueg sont préconisées dans le cas où le processus chimique se produit dans le régime cinétique, et leurs modalités d'application pratique sont discutées. La première méthode est à coefficient de transfert thermique gaz-solide variable d'une mesure d'ignition à l'autre, tandis que la seconde est à coefficient de transfert thermique constant: elles permettent de déterminer la cinétique réactionnelle à partir de la mesure des conditions expérimentales régnant à l'ignition.

Ces méthodes sont ensuite appliquées avec succès à un système réactionnel de géométrie, d'hydrodynamique et de mécanisme cinétique compliqués: l'oxydation catalysée d'un noir de carbone, mesurée dans une installation thermo-gravimétrique.

Abstract

A quantitative interpretation of the ignition phenomenon is proposed which allows the determination of the kinetic parameters of exothermic chemical reactions of the type: gas + solid → gas.

Two kinetic methods are presented for the case of unsteady state reaction and their application in practice is discussed. The first method is characterized by a gas-solid heat transfer coefficient different in each experiment, the second one by a constant heat transfer coefficient. The reaction kinetics are determined from the experimental conditions at ignition.

Both methods are then applied successfully to a reacting system of complex geometry, hydrodynamics and kinetic mechanism: the catalysed oxidation of carbon black, measured by thermogravimetry.

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