Le réacteur à pulsation

Le réacteur à pulsation consiste fondamentalement en une chambre de combustion avec brûleur à gaz naturel, un tube de résonance et un filtre de produit. Dans la chambre de combustion, la combustion périodique-transitoire du brûleur génère un flux de gaz chaud pulsé. Le courant gazeux est fortement turbulent et entraîne le matériau à traiter sur son passage.

Le traitement du matériau est effectué par le flux de gaz chaud à l’intérieur du réacteur et la réaction souhaitée se produit dans un temps compris entre 0,05 et 2,0 secondes. La réaction est ensuite arrêtée par un refroidissement par choc (injection de gaz froid). À la fin du tube se trouve un filtre qui sépare les matériaux produits du flux de gaz et les place dans des conteneurs appropriés. Comme il existe une légère dépression dans l’ensemble du réacteur, les fuites de produit sont exclues. Cela garantit un haut degré de conversion au cours du processus.

La différence du réacteur à pulsation par rapport aux autres traitements réside en particulier dans la vitesse de chauffage et de refroidissement extrêmement rapide. En effet, le matériau reçoit un traitement de choc thermique avec un temps de séjour très court, dans lequel se produit un échange massif de chaleur et de matière. Le traitement génère des caractéristiques dans le matériau qui peuvent être très avantageuses, par exemple, pour les catalyseurs, les composants électroniques, les dopages ou les substances ayant une morphologie spécifique.

Pendant le traitement, nous pouvons modifier la température et la durée du traitement, ainsi que la fréquence et l’amplitude de la pulsation. Cela a une influence sur la taille des particules, la structure de surface et la composition de phase du matériau. Le produit qui en résulte est une poudre extrêmement fine dont les propriétés sont parfaitement adaptées à votre application. Grâce au degré élevé de turbulence, chaque particule est exposée exactement aux mêmes conditions de réaction. Cela permet de synthétiser des matériaux exceptionnellement homogènes. Ce sont ces propriétés qui font du réacteur à pulsation une solution attrayante par rapport aux autres procédés de calcination lorsque des exigences plus strictes doivent être satisfaites.

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Taille des particules

• Les vitesses de chauffage et de refroidissement, associées au fort transfert de chaleur du gaz chaud vers le matériau, peuvent influencer la taille des particules lors du traitement de solutions. Il est ainsi possible d’obtenir des particules dans la plage submicronique à micrométrique.

Qualité de la surface

• Les caractéristiques de surface sont influencées par la température de traitement et le temps de séjour. Le réglage adéquat de ces deux paramètres permet de modifier les surfaces pour les adapter aux différentes exigences.

Activité et sélectivité

• Le traitement dans un réacteur à pulsation peut produire des matériaux avec des cristallites particulièrement fines avec une répartition limitée de la dimension des cristallites. Ces propriétés sont la clé de l’activité et de la sélectivité des catalyseurs.

Morphologie

• Le réacteur à pulsation peut être utilisé pour produire des structures homogènes extrêmement petites dans des matériaux cristallins. Les matériaux ainsi modifiés sont particulièrement intéressants en tant que catalyseurs en raison de leur morphologie spécifique.

Homogénéité

• Une température presque constante est créée dans la chambre de réaction, transversalement à la direction de l’écoulement, grâce au courant de gaz chaud pulsé. Cela garantit un traitement thermique uniforme pour tous les matériaux. Les produits obtenus sont exceptionnellement homogènes en termes de taille de particules, de surface spécifique et de composition de phase.

Formation d’agrégats sans frittage

• Dans une solution, la combinaison d’éléments à concentration variable crée une répartition optimale des éléments, ce qui est idéal pour le traitement. La solution est pulvérisée dans le réacteur en de très fines gouttelettes ayant chacune la même répartition d’éléments. À partir des gouttelettes, des particules sont générées sous la forme d’oxydes, d’oxydes dopés et d’oxydes mixtes.