L’advection chaotique : Nouveau procédé de production en continu du biodiesel
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Date
2017-12-17
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Résumé
Un nouveau type de réacteurs de transestérification fonctionnant en mode continu a été conçu, réalisé et testé (numériquement et expérimentalement) dans le laboratoire DSEE dans le but de produire un biodiesel à partir de la conversion d’huile de colza. Ce réacteur est une solution alternative au système batch existant au laboratoire. Ce réacteur est basé sur une géométrie tridimensionnelle S-3D. L’écoulement dans cette géométrie est chaotique où le régime est laminaire. Ce réacteur présente un rendement de conversion de l’huile en biodiesel très important. Il est de l’ordre de 94% pour presque toutes les conditions opératoires de température de réaction et du débit d’huile. Les propriétés physico-chimiques, telles que la viscosité, le point éclair, l’indice de cétane…, du biodiesel sont conformes aux normes internationales (ASTM D6751 et EN 14214). En plus des propriétés physico-chimiques intéressantes, notre système produit en continu 13.5 kg/h de biodiesel. Tandis que la quantité de biodiesel produite dans le système batch est limitée par la taille du réacteur qui va exiger des dépenses additionnelles en termes de tailles et des couts de fabrication du réacteur. Le mélange dans le système batch est assuré par un agitateur mécanique qui nécessite une consommation énergétique. Or, dans notre géométrie, le mélange est assuré par les effets inertiels du mouvement créé dans l’écoulement par l’advection chaotique.
Abstract
A new transesterification reactor operating in continuous mode has been designed, made and tested (numerically and experimentally) in the DSEE laboratory in order to produce a biodiesel from the conversion of rapeseed oil. This reactor is an alternative solution to the batch system existing in the laboratory. This reactor is composed of three-dimensional S-3D geometry. The flow in this geometry is chaotic where the regime is laminar. This reactor shows a very high conversion of biodiesel which is about 94% for all operating conditions. The physico-chemical properties, such as viscosity, flash point, cetane number ..., of biodiesel are conform to the international standards (ASTM D6751 and EN 14214). In addition to the interesting physicochemical properties, our system continuously produces 13.5 kg/h of biodiesel. While the amount of biodiesel produced in the batch system is limited by the size of the reactor which will require additive expenditures in terms of sizes and manufacturing costs of the reactor. The mixing in the batch system is ensured by a mechanical agitator which requires energy consumption, and in our geometry, the mixing is ensured by the inertial effects of the movement created in the flow by the chaotic advection.
Description
Doctorat en Sciences
