Rev. Phys. Appl. (Paris) 18, 93-101 (1983)
DOI: 10.1051/rphysap:0198300180209300

Réacteurs thermochimiques solaires. I. - Mise au point et caractérisation d'un réacteur à lit brassé

J.M. Badie, R. Foro, D. Hernandez et A. Rouanet

Laboratoire des Ultra-Réfractaires, C.N.R.S., BP n° 5, Odeillo, 66120 Font-Romeu, France

Abstract
A rotary kiln associated with a high concentration (16 000) solar furnace (2 kW power) was built in view to valorize solar energy using thermal means. The reactor allows a continuous 100-300 μm powders processing in air up to 1 150 °C (decarbonation, dehydration...). The reactive vessel, made of a stainless steel (NS 30) tube (4.2 or 5.2 cm diameter and 12 cm long) is used as a concentrated solar energy absorber and in the same time as a transfer wall to the powder. The temperature profile at the cylinder surface is directly depending on the incident solar illumination inside the cavity. At a wall mean temperature of 1 000 °C the temperature difference does not exceed 100 °C. The mean residence time of particles in the reactor varies from 1 to 2 min. when the mass flow rate varies from 5 to 25 g. min.-1 and rotation from 8 to 2 rpm.

Résumé
En vue de la valorisation de l'énergie solaire par voie thermique, nous avons réalisé un réacteur à lit brassé tournant associé à un four solaire (2 kW) à forte concentration (16 000). Ce réacteur permet des traitements continus dans l'air et jusqu'a 1150 °C (décarbonatation, déshydratation...) de poudres (100-300 μm). L'enceinte réactionnelle, constituée par un tube en acier inoxydable (NS 30) de petit diamètre (4,2 ou 5,2 cm) et de 12 cm de longueur, sert à la fois d'absorbeur de l'énergie solaire concentrée et de paroi de transfert vers la charge. Le profil de température sur le cylindre dépend directement de la distribution de l'éclairement solaire incident dans la cavité. La différence de température n'excède pas 100 °C pour une température moyenne de 1 000 °C. Le temps de séjour moyen des particules dans le réacteur est de 1 à 2 min. pour des débits massiques de 5 à 25 g.min. -1 et des vitesses de rotation de 2 à 8 tours par minute.

PACS
8610K - Solar energy.
8630Q - Chemical energy conversion.
8630S - Photothermal conversion.

Key words
chemical energy conversion -- solar absorber convertors -- solar energy concentrators -- rotary kiln -- solar furnace -- solar energy -- thermal -- stainless steel -- powder