La catalyse hétérogène
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Shéma
général de la catalyse hétérogène
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La catalyse hétérogène
(ou catalyse de contact) vise à réaliser une transformation
de réactifs liquides ou, le plus souvent, gazeux, en employant
un catalyseur solide. Le processus chimique se déroule
à l'interface solide-fluide, grâce à une adsorption
des réactifs à la surface du solide.
Cette adsorption met en jeu des sites spécifiques,
capables de contracter avec les réactifs des liaisons chimiques
plus ou moins fortes. Les espèces adsorbées ainsi
formées conduisent, si le catalyseur est bien choisi, à
la réaction désirée (principe de Sabatier).
L'insaturation des atomes ou des ions superficiels du solide joue
donc un rôle fondamental.
D'une manière générale,
un catalyseur est un solide qui a la propriété d'accélérer,
parfois des millions de fois, la vitesse d'une transformation
chimique thermodynamiquement possible. Ce facteur multiplicatif
chiffre son activité. Les composés initiaux et les
produits de la réaction constituent une phase gazeuse ou
liquide, et le catalyseur solide se retrouve en principe inaltéré
à la fin de la réaction. Si le système réactionnel
peut évoluer suivant plusieurs voies thermodynamiquement
permises, le catalyseur accélère sélectivement
l'une de ces voies. Il a donc un effet d'orientation sur l'évolution
du système. On parle de sélectivité.
Comme, il ne figure pas dans l'équation
stœchiométrique de la réaction qu'il accélère,
il ne peut modifier ses caractéristiques thermodynamiques,
notamment sa variation d'enthalpie libre standard. Il ne change
donc pas la position des équilibres qu'il aide à
réaliser.
Le THERMOREACTEUR®
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Shéma
de fonctionnement d'un THERMOREACTEUR® SUNKISS
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Le thermoréacteur est un appareil
de chauffage de type panneau radiant qui utilise la technique
de la combustion catalytique du gaz pour produire un rayonnement
infrarouge. Pour produire son énergie, c’est un mélange
air gaz qui traverse un tissu catalytique adapté et qui
permet d’oxyder le mélange à une température
inférieure à celle d’une flamme.
Il en résulte une libération
d’énergie qui se développe préférentiellement
en surface du panneau par une judicieuse oxygénation spécifique
et qui permet d’obtenir un rayonnement infrarouge qui a la
particularité d’avoir un spectre très large
couvrant toute la gamme des longueurs d’ondes qui sont absorbées
par les peintures.
Cette concordance parfaite des spectres d’émission
et d’absorption est la cause directe du meilleur séchage
et de l’accélération de la polymérisation
des revêtements organiques
Aspect sécurité
:
Dans les étuves de cuisson sont émises
des vapeurs de solvants inflammables et l'un des problèmes
essentiels de ce type d'installation reste la sécurité.
Or, les thermoréacteurs ont
la propriété de ne pas enflammer les vapeurs de
solvants habituellement utilisés pour l'application des
peintures et vernis.
En conséquence, depuis 1973, ces appareils
font l'objet d'une dérogation aux arrêtés
405 et 406 de la loi du 19/12/1917 sur les établissements
dangereux, insalubres ou incommodes, arrêtés interdisant
la présence de flamme et de points chauds dans une enceinte
contenant des vapeurs inflammables.
Le thermoréacteur oxyde au
même titre que le gaz naturel les solvants (hydrocarbures)
en contact avec sa surface d'émission.
Ainsi un gradient de concentration en solvant
s'établit, avec une valeur nulle au contact de la surface
du thermoréacteur.
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Schéma
de la concentration en solvant
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En conséquence, dans toute la zone
où la température est supérieure à
la température d'auto inflammation, la concentration en
solvant se trouve en deçà de la limite inférieure
d'inflammation et le phénomène d'inflammation ne
se produit pas.
Par contre, dans le cas d'émetteurs
infrarouges traditionnels portés à la même
température, l'inflammation se produit si la concentration
en solvant est supérieure à limite inférieure
d'inflammabilité.
