Effet d'un agitateur mécanique sur l'hydrodynamique et le transfert de matière gaz—liquide en réacteur gazosiphon

Abstract

Cette étude expérimentale décrit l'effet d'un agitateur sur l'hydrodynamique et le transfert de matière à l'intérieur d'un contacteur airlift à boucle interne. La contribution des deux éléments moteurs (gaz et agitateur) est identifiée. Suivant les conditions de fonctionnement, ou bien ces deux effets s'ajoutent et favorisent la circulation du liquide ou bien ces effets sont opposés, la vitesse du liquide est alors réduite. Par contre, en ce qui concerne le transfert gaz—liquide, l'utilisation de l'agitateur est bénéfique puisque, pour certaines conditions opératoires, le coefficient de transfert est multiplié par 4 par rapport à celui obtenu sans agitation. L'analyse des diverses contributions énergétiques dans l'appareil montre que la présence de l'agitateur est justifiée uniquement dans les cas où le débit de gaz doit rester faible.

This experimental work describes the influence of an impeller on hydrodynamics and mass transfer in an internal loop contactor. Contributions of each motion source (gas and impeller) are identified. Depending on operating conditions, these two factors may be additive and enhance liquid circulation or they may be opposite and reduce liquid velocity. For mass transfer, however, the impeller gives good results under some specific conditions, as the coefficient k_La becomes four times larger than the value obtained without mechanical agitation. The analysis of the different energy sources showsthat the use of an impeller in this airlift can bejustified when the gas flow rate has to be kept moderate.