Comportement thermique et chimique de particules solides subissant une réaction de décomposition endothermique sous ľaction ďun flux de chaleur externe

Authors

  • J. Lédé,

    Corresponding author
    1. Laboratoire des Sciences du Génie Chimique, CNRS-ENSIC, 1, rue Grandville - BP 451 - 54001 Nancy Cédex (France)
    • Laboratoire des Sciences du Génie Chimique, CNRS-ENSIC, 1, rue Grandville - BP 451 - 54001 Nancy Cédex (France)
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  • J. Villermavx

    1. Laboratoire des Sciences du Génie Chimique, CNRS-ENSIC, 1, rue Grandville - BP 451 - 54001 Nancy Cédex (France)
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Abstract

Le présent article a pour objet ľétude théorique et expérimental des conditions thermiques et chimiques dans lesquelles s ' effectue la décomposition endothermique de particules solides sous ľaction ďun flux de chaleur extérieur. La réaction, du type Solide1 → Solide2 + Fluides est supposée s ' effectuer en régime chimique. Après une phase de chauffage pur, le grain solide commence à réagir dès q 'il atteint une certaine température seuil TR. La réaction s ' effectue alors dans des conditions quasi isothermes. Les variations de TR ainsi que ľeffet de stabilisation de température dépendent des propriétés des particules, de la réaction chimique (cinétique et thermodynamique) et des conditions de transfert de chaleur, que ľon fait apparaǐtre sous forme de trois critères adimensionnels: critère ďactivation, de thermicité et nombre de Damköhler. Les prévisions théoriques sont en très bon accord avec les résultats de mesures expérimentales effectuées sur la réaction de décarbonatation de NaHCO3 en réacteur cyclone.

Abstract

The purpose of the present paper is an experimental and theoretical study of the behaviour of solid particles undergoing an endothermic reaction under the effect of an external heat flux. It is shown that after a pure heating period, the reaction occurs under quasi isothermal conditions as soon as the particles have reached a certain temperature TR. TR is normally much lower than the external heat source temperature. The variations of TR and the effect of temperature stabilization are studied as a function of solid properties, chemical reaction (kinetic and thermodynamic), and heat transfer conditions. Data obtained from measurements of the decarbonation reaction of NaHCO3 agree well with predictions of the theoretical study.

Ancillary