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Cinétique et flux entre réacteurs



  1. #1
    alopex

    Cinétique et flux entre réacteurs


    ------

    Hello,
    Le problème est le suivant:
    - un premier réacteur produit de l'hydrogène par oxydation d'un métal par la vapeur.
    - l'oxyde est transféré dans un second réacteur pour y être réduit par le carbone,
    - le métal réduit est renvoyé dans le premier réacteur.
    On forme un cycle thermochimique. Les deux réactions n'ont pas la même cinétique. Est il possible d'équilibrer les flux de matière dans la boucle réactionnelle?

    -----

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  3. #2
    Bolzaris

    Re : Cinétique et flux entre réacteurs

    Citation Envoyé par alopex Voir le message
    Hello,
    Le problème est le suivant:
    - un premier réacteur produit de l'hydrogène par oxydation d'un métal par la vapeur.
    - l'oxyde est transféré dans un second réacteur pour y être réduit par le carbone,
    - le métal réduit est renvoyé dans le premier réacteur.
    On forme un cycle thermochimique. Les deux réactions n'ont pas la même cinétique. Est il possible d'équilibrer les flux de matière dans la boucle réactionnelle?
    Bonjour,

    Ça n'est pas parce que deux réactions non pas la même cinétique, que toute les vitesses de production ou de consommation d'un des produits et différentes

    Il faut que dans chaque réacteur tu te places dans des conditions de températures et de pression pour que la vitesse de consommation du métal dans l'un et la vitesse de régénération dans l'autre se fassent à la même vitesse.

    Tu t'imposes des conditions pour un des réacteurs, en choisissant celui qui te parer le mieux selon tes exigences.
    Les conditions de l'un imposeront celles de l'autre.

    Bon courage pour tes calculs

  4. #3
    alopex

    Re : Cinétique et flux entre réacteurs

    Hi,
    Oui, on peut éventuellement raisonner comme ça mais la pression et la température sont déjà pour l'essentiel déterminées par le degré d'avancement (constantes d'équilibre) des réactions. Du coup, ce serait donc finalement le plus lent des réacteurs qui impose le "rythme" au système.
    N'est ce pas seulement une question de taille du réacteur? Pour une même cinétique, un réacteur 2 fois plus gros fabrique 2 fois plus de produit? Help, je m'y perd.

  5. #4
    alopex

    Re : Cinétique et flux entre réacteurs

    Si dans mon premier réacteur, j'ai initialement N0 moles du métal réduit.
    Je suppose une loi cinétique du type N(t)=N0.e(-kt). Le taux d'avancement
    de la réaction est bien indépendant de la quantité de matière dans le réacteur.
    Supposons que k=0,1 et N0=100 moles, alors:
    A t=1s, j'ai dans mon réacteur 9,5 moles de métal oxydé MO et 90,5 moles de métal réduit MR. Il faut donc pour maintenir le régime permanent un débit entrant de 9,5 moles/s de MR et sortant de 9,5 moles/s de MO.

    On considère maintenant le second réacteur de réduction. La vitesse de la seconde réaction est supposée 5 fois plus faible, alors k=0,02. Si dans mon réacteur j'ai un nombre de moles initial M0=475 moles de MO, alors à t=1s,
    j'ai dans le réacteur 9,5 moles de MR et 465,5 moles de MO. Pour maintenir le régime permanent, on a un débit entrant de 9,5 moles/s de MO issu du réacteur 1 et sortant de 9,5 moles/s de MR vers le réacteur 1.

    J'en conclus que la seule implication des vitesses différentes est que le réacteur le plus lent doit aussi être celui qui contient le plus de matière.
    Ca tient la route à votre avis??

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    alopex

    Re : Cinétique et flux entre réacteurs

    Alors, ça n'inspire personne? Merci de votre aide.

  8. #6
    Bolzaris

    Re : Cinétique et flux entre réacteurs

    Citation Envoyé par alopex Voir le message
    J'en conclus que la seule implication des vitesses différentes est que le réacteur le plus lent doit aussi être celui qui contient le plus de matière.
    Ca tient la route à votre avis??
    Re

    si ta réaction de réduction est 5 fois moins rapide, ton réacteur devra être grsomodo 5 fois plus grand, enfin cella dépend du tipe de réacteur que tu as.

    L'avancement de ta réaction dépend de ta cinétique, mais aussi du temps de passage dans ton réacteur.

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  10. #7
    alopex

    Re : Cinétique et flux entre réacteurs

    Merci pour ta réponse Bolzaris. Peut-on en conclure que dans un cycle thermochimique (ox/red) en deux étapes, la cinétique relative des deux réactions n'a pas d'influence sur la faisabilité d'un fonctionnement continu mais seulement sur la taille relative des réacteurs?

  11. #8
    alopex

    Re : Cinétique et flux entre réacteurs

    Bonjour,
    Je tente un ultime repêchage de ce post car j'ai vraiment besoin de "consolider" mon raisonnement. Merci d'avance.

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