Heat and mass transfers in honeycomb matrix

 

Transferts de chaleur et de matière

dans une matrice alvéolaire

 

A. Tajmouati1, 2, G. Peraudeau2, H. Bouayad1, B. Bonduelle2, A. Alhamany1, H. El Omari1

1 Laboratoire des Energies Renouvelables, Faculté des Sciences et Techniques, B.P. 577, Route de Casablanca, Settat ,Maroc

2 Institut de science et de génie des matériaux et procédés BP.5 ODEILLO 66120 FONT-ROMEU

* Corresponding author.

Received: 02 April 2006; revised version accepted: 22 June 2006


 

Abstract

     In this article, we develop a new process of recovery of the noble metals contained in worn catalysts of post automobile combustion (CPCA); this process is based on reactive vaporization under hot oxidizing gas flow.  An experimental device was designed to carry out this operation.  The gas oxidizing produced by a plasma source with blown arc, crosses the catalyst which is an alveolar matrix, initially the matrix will be heated; what will make it possible to arrive has a certain temperature, this causes the departure of precious metals in the form of gas oxides.  To optimize the various parameters which govern vaporization we modeled the transfers of heat and mass in the alveolar matrix.  This modelling was made by working out two models.  The first relates to the transfer of heat and mass in the gas vein and was establishes in steady operation, whereas the second, treating the transfer of heat in the solid wall of the cell, was establishes in transient state considering the great difference which exists between the time-constants of the two systems.  The two codes were coupled in an overall transitory mode by the intermediary of the boundary conditions.

 

Keywords: Modelling; Transient state; Heat; Mass; Automotive catalyst; Vaporization; Extraction; Precious metals.  

 

Résumé

Dans cet article,nous développons un nouveau procédé de récupération des métaux précieux contenus dans les catalyseurs de post combustion automobile usagés (CPCA) ; ce procédé est basé sur la vaporisation réactive sous flux de gaz oxydant chaud. Un dispositif expérimental a été conçu pour effectuer cette opération. Le gaz oxydant produit par une source plasma à arc soufflé, traverse le catalyseur qui est une matrice alvéolaire, d’abord la matrice va se chauffer ;  ce qui permettra d’arriver a une certaine température, ceci provoque le départ des platinoïdes sous forme d’oxydes gazeux. Pour optimiser les différents paramètres qui régissent la vaporisation nous avons modélisé les transferts de chaleur et de matière dans la matrice alvéolaire. Cette modélisation a été faite en élaborant deux codes de calcul. Le premier concerne le transfert de chaleur et de matière dans la veine gazeuse et a été établit en régime permanent, alors que le second, traitant  le transfert de chaleur dans la paroi solide de l’alvéole, a été établit en régime transitoire vu la grande différence qui existe entre les constantes de temps des deux systèmes. Les deux codes ont été couplés dans un régime globalement transitoire par l’intermédiaire des conditions aux limites.

 

Mots clefs : Modélisation; Régime transitoire; Chaleur; Matière; Catalyseur automobile; Vaporisation; Extraction; Métaux précieux.

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