Mélange et ségrégation en lit fluidisé dense de particules de media fluidisé (olivine) et de granules de biomasse

Abstract

Ce travail, réalisé dans le cadre du projet GAYA et soutenu par l’ADEME, est consacré à l’étude du mélange et ségrégation en lit fluidisé dense. La fluidisation gaz-solide est de plus en plus appliquée pour la mise en œuvre de procédés physiques ou réactionnels faisant intervenir des matériaux divisés de nature, de forme et/ou de taille hétérogènes. Les phénomènes de mélange et de ségrégation engendrés doivent être connus afin de parfaitement contrôler les procédés mis en jeu au sein de ces réacteurs, notamment dans le cas de la pyrolyse et de la gazéification de la biomasse. Ce papier présente des résultats expérimentaux concernant l’étude hydrodynamique de mélanges binaires d’olivine et de biomasse. Des mesures de concentration de biomasse le long du lit sont réalisées à partir d’une méthode dite de « lit figé et sectionné » et montrent que le niveau de ségrégation est intimement lié à la vitesse de fluidisation. Ces mesures expérimentales sont comparées à des résultats de simulations numériques 3D réalisées à partir d’une approche de type eulérienne n-fluides implantée dans un code CFD multiphasique, réactif, volumes finis, parallèle et non structuré. Les comparaisons réalisées entre les mesures expérimentales de l’indice de mélange et les résultats des simulations numériques sont en relativement bon accord pour les vitesses de fluidisation élevées. Toutefois, les modèles mathématiques utilisés pour la simulation numérique ne permettent pas de représenter la ségrégation observée expérimentalement pour de faibles vitesses de fluidisation.