Communication

Étude par mécanique des fluides numérique du colmatage par lit fixe

Arturo Ortiz-Arroyo

Bernard Grandjean

Roy Shantanu

Larachi Faical

Membre a labase

Arturo Ortiz-Arroyo

Résumé de la communication

Quand un liquide contenant une faible concentration en fines est traité en lit fixe, un processus de colmatage s’établit progressivement, conduisant à une augmentation de la résistance hydraulique du milieux poreux en fonction du temps. Ce phénomène est indésirable dans les réacteurs de raffinage du pétrole car il engendre une désactivation physique du lit de catalyseur forçant ainsi l’arrêt prématuré du procédé. Les fines véhiculées dans la charge liquide sous forme de particules d’argile ou de coke de quelques microns de dimension sont capturées par les collecteurs, c'est-à-dire les grains de catalyseurs. Cette contribution présente un modèle numérique détaillé pour la description de l'évolution du colmatage par les fines en fonction du temps et de la position dans le réacteur. La description mathématique utilise un modèle k-fluide de type Euler-Euler en géométrie 2-D axisymétrique. Les couplages entre la mécanique des fluides numérique et la filtration en lit profond font intervenir l’équation d’advection des fines en phase liquide, la vitesse de filtration et la force de frottement en régime de Darcy. Nous avons également proposé une formulation locale de la loi logarithmique de filtration d’Iwasaki ainsi qu'un modèle géométrique tenant compte de l’accroissement de la surface spécifique du milieu poreux avec la capture des fines. Les mécanismes de dépôt en mono-couche et en couches multiples ont été décrits par l'inclusion des formulations appropriées de coefficient de filtration. Les simulations 2-D axisymétriques transitoire ont donné lieu aux champs de dépôts spécifiques, de perméabilité, porosité, pression et de vitesse, ainsi que du gradient de pression macroscopique en fonction du dépôt spécifique global. L'approche théorique est confrontée à des données expérimentales sur l’écoulement de kérosène contaminé artificiellement avec du noir de carbone.

Contexte

Section :

Sciences et génie des matériaux

Domaine de la communication :

Sciences et génie des matériaux

Hôte : Université Laval

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Thème du communication :

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