Modélisation et optimisation du réacteur mésofluidique pour la synthèse de dithionite de zinc

Abstract

La production de dithionite de zinc (ZnS2O4) est une ´etape intermédiaire pour la production de dithionite de sodium (N a2S2O4). Ce produit sert d’agent de blanchiment et est utilisée dans les procédés de blanchiment, de teinture, de textile et de polymérisation. Actuellement, la production de dithionite de zinc en industrie sur le site d’Engis est réalisée à partir de poudre de zinc ainsi que de dioxyde de soufre. Cette réaction a lieu dans un réacteur batch. Cependant, un moyen de produire le dithionite de zinc de manière continue en vue d’améliorer les performances du procédé est envisagé. L’objectif de ce travail est d’implémenter un premier modèle numérique du réacteur continu afin de mieux comprendre et prédire des résultats expérimentaux : 1. Tout d’abord, un modèle idéal a été établi de manière théorique à partir de bilans de matières, d’énergie ainsi que des espèces chimiques présentes dans le réacteur. 2. La cinétique des réactions intervenant dans le réacteur a été déterminée. Celle-ci sera établie à partir des résultats expérimentaux en sortie du réacteur et du modèle théorique. 3. Un profil de vitesse d’écoulement laminaire a été rajouté pour prendre en compte la distribution du temps de séjour des composés. 4. La granulométrie des particules de zinc est ensuite implémentée pour prendre en compte l’in- fluence des différentes tailles de particules sur le réacteur. 5. Le modèle théorique a ensuite été extrapolé de manière à respecter les conditions industrielles et le débit de SO2 injecté a été optimisé. 6. Finalement, des études de sensibilités ont été réalisées pour évaluer l’influence de certains paramètres.