Caractérisation et qualification de cokes industriels : relations entre texture poreuse, microtexture, sites actifs et carboxyréactivité
Institution:
Vandoeuvre-les-Nancy, INPLDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work was intended to connect the carboxyreactivity of 5 cokes samples with their physico-chemical properties. Porous textures, microtextures and active sites were studied with respect to the gasification extent. Analysis of the results leads to concordant and complementary conclusions. The more microporous a sample the more reactive. However mesoporosity gives access to the reactants. The simultaneous presence of micro-and of mesoporosity results in a high reactivity. This agrees with the fact that the most reactive cokes exhibit a wide distribution of the sizes of M. O. Dormains. Variations of reactivity during gasification, whose mode is mainly diffusional, are linked to the alterations of the porosity. It was possible to compute the extent of internal and of external gasification. Microtexture gives informations about the presence of a microporosity and of active sites, mainly non accessible, therefore about “potential reactivity”. However “effective reactivity” depends on surface accessibility. Active sites were studied by TPD of surface oxides. The Active Surface Area (A. S. A. ) determined on raw cokes correlates well with their carboxyreactivity at 900° C. This is interpreted as follows : desorbed oxides from raw cokes originate in complexes formed on accessible sites during quenching, the carboxyreactivity studied at 900°C is related to accessible sites ; these two types of sites are likely to be not too different. So it seems possible to determine on a raw coke a feature relevant of its carboxyreactivity at 900°C
Abstract FR:
Ce travail a pour but de relier carboxyréactivité et caractéristiques de 5 cokes. On étudie en fonction de la gazéification: texture poreuse, microtexture et sites actifs. La confrontation des résultats conduit à des conclusions concordantes et complémentaires. Plus un coke est microporeux, plus il est réactif. Cependant la mésoporosité ouvre l'accès aux réactifs. Une forte réactivité résulte de la présence simultanée de micro- et de mésoporosité ce qui est en accord avec le fait que les cokes les plus réactifs présentent une grande diversité dans les dimensions des domaines d'O. M. Les variations de la réactivité au cours de la gazéification, dont le régime est essentiellement diffusionnel dans le domaine exploré, sont liées à l'évolution de la porosité. Il est possible de calculer les gazéifications interne et externe. La microtexture renseigne sur l'existence d'une microporosité et de sites actifs, pour la plupart inaccessibles, donc sur la réactivité potentielle. Cependant la réactivité effective dépend de la surface accessible. Les sites actifs ont été étudiés par T. D. P des oxydes de surface. L'Aire de la Surface Active (A. S. A. ) ainsi mesurée sur les cokes bruts est en très bonne corrélation avec leur carboxyréactivité à 900°C ce qui s'interprète comme suit: les oxydes thermodésorbés des cokes bruts proviennent des complexes formes au cours de l'extinction humide sur les sites accessibles, la carboxyréactivité considérée est liée aux sites accessibles au CO2 à 900°C. Ces deux types de sites ne sont vraisemblablement pas très différents. On teste donc ainsi directement sur un coke brut une grandeur caractéristique de sa carboxyréactivité à 900°C