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Pyrolyse de divers brais utilisés dans la technologie söderberg et analyse des matières volatiles

Bouchard Nathalie. (1998). Pyrolyse de divers brais utilisés dans la technologie söderberg et analyse des matières volatiles. Mémoire de maîtrise, Université du Québec à Chicoutimi.

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Résumé

Dans les alumineries, l'anode, le réducteur de la cellule d'électrolyse, est composé de coke et de brai ce dernier agissant comme liant. Lors de la cuisson de la pâte anodique de nombreux HAP sont dégagés essentiellement par la technologie Söderberg. Le brai obtenu par la distillation du goudron est le principal responsable de l'émission de HAP. Certains de ces HAP sont reconnus pour leurs effets néfastes sur les organismes vivants. Les efforts ont amené vers la réduction des émissions totales de HAP et par la suite vers la fabrication de brais à bas HAP, c'est-à-dire au potentiel génotoxique réduit. Il devient toutefois de plus en plus ardu de minimiser la libération de HAP du brai sans connaître l'influence des transformations chimiques du brai et de la pâte en cours de chauffage. Le présent travail vise à étudier le comportement de divers brais et pâtes soumis à la pyrolyse.

Deux montages expérimentaux ont été utilisés. Le premier enregistre la perte de masse en fonction de la température, recueille les hydrocarbures lourds émis aux gammes de température voulues et analyse en continu les gaz non condensables. Le second permet de quantifier la fraction massique de gaz condensables et non condensables ainsi que de recueillir les matières volatiles condensables. Dans les deux cas, quatorze HAP et le taux de matières solubles ont été analysés sur les échantillons de condensât. Les expériences ont été effectuées avec un brai de référence, deux brais réguliers avec leur pâte respective et deux brais à bas HAP possédant eux aussi leur pâte respective. Les échantillons dont la masse était de 10 g ou 50 g étaient soumis à un chauffage pouvant aller jusqu'à 1050 °C à des vitesses de chauffe de 10 °C/h, 30 °C/h, 50 °C/h et 100 °C/h.

Ce travail décrit les courbes thermogravimétriques, la distribution des gaz non condensables H2 et CH4 en fonction de la température et celle des gaz condensables à des intervalles de température: 250-350 °C, 350-450 °C, 450-550 °C et 550-650 °C. Les résultats obtenus prouvent que la diminution de la masse favorise le dégagement des matières volatiles. La gamme de température de dégagement des gaz non condensables est prolongée par l'augmentation de la masse à faible vitesse de chauffage. On constate que les HAP légers se dégagent en majorité aux basses températures et diminuent avec l'élévation de la température tandis que les HAP à poids moléculaire élevé suivent le cheminement inverse. Les HAP émis sont principalement génotoxiques et la quantité libérée est en général inférieure à la composition intrinsèque. Les résultats obtenus par la lère et 2e partie expérimentales sont homogènes.

Type de document:Thèse ou mémoire de l'UQAC (Mémoire de maîtrise)
Date:1998
Lieu de publication:Chicoutimi
Programme d'étude:Maîtrise en ingénierie
Nombre de pages:203
ISBN:1412308097
Identifiant unique:10.1522/11640585
Sujets:Sciences naturelles et génie > Génie > Génie chimique
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département des sciences appliquées > Programmes d'études de cycles supérieurs en ingénierie
Directeur(s), Co-directeur(s) et responsable(s):Charette, André
Mots-clés:Pyrolyse, Brai--Analyse, Pyrolysis, Hydrocarbures aromatiques polycycliques, Anodes, Électrolyse, Pitch--Analysis, Polycyclic aromatic hydrocarbons, Anodes, Electrolysis, ANODE, AROMATIQUE, BRAI, CARBONE, CUISSON, HAP, HYDROCARBURE, MATIERE, PATE, POLYCYCLIQUE, PYROLYSE, SODERBERG, THESE, VOLATIL
Déposé le:01 janv. 1998 12:34
Dernière modification:02 mai 2013 00:51
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