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Spouted bed collection of solid aerosols in the presence of electrical effects

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Abstract

A spouted bed of 1.7 mm cement clinker particles was previously found to be an efficient collector of liquid micronsize aerosols introduced into the bed with the spouting gas(1) With solid aerosols, however, collection efficiencies obtained were poor since these failed to adhere permanently to the target particles and were re-entrained.

The present paper describes experimental work to overcome the re-entrainment problem by making use of electrostatic forces. Solid latex aerosol particles (0.79 μm dia.) were electrified by a negative corona discharge and collected in a 15 cm diameter spouted bed of ABS plastic particles (2.5 mm cubes). The variables studied included corona voltage (0 to 9500 V), bed depth (0.3 to 0.5 m) and superficial gas velocity (0.23 to 0.85 m/s).

Spouted bed efficiencies with neutral aerosols ranged from 43 to 65% as against 72-98% with charged aerosols The experimental results are interpreted using the two-region model of a spouted bed, and invoking an enhancement factor for aerosol mass transfer due to electrical effects. The values of this factor ranged between 160 to 2300 under the conditions studied.

Abstract

On a constaté antérieurement qu'un lit giclé formé de particules de 1.7 millimètre de scories de ciment était un collecteur efficace d'aérosols liquides de grosseur d'un micron qui étaient introduits dans le lit en měme temps que le gaz de giclage(1). Toutefois, dans le cas des aérosols solides, les rendements des collections obtenues étaient médiocres, parce qu'ils ne pouvaient adhérer d'une manière permanente aux particules-cibles et étaient re-entraǐnés.

On décrit dans le présent travail le travail expérimental qu'on a fait pour résoudre le problème du réentrainement, en utilisant des forces électrostatiques. On a électrifié des particules d'aérosol de latex solide (de 0.79 μm de diamètre) au moyen d'un effet de couronne négatif et les a recueillies dans un lit giclé de 15 centimètres de diamètre, lequel était formé de particules (2.5 millimètres cubes) du plastique ABS. Les variables étudiées comprenaient la tension de la couronne (0 à 9500 volts), la profondeur du lit (0.3 à 0.5 mètre) et la vitesse du gaz superficiel (0.23 à 0.85 mètre à la seconde).

Les rendements du lit giclé avec des aérosols neutres et des aérosols chargés ont varié respectivement entre 43 et 65% et 72 et 98%. On interprète les résultats expérimentaux en employant le modèle à deux régions d'un lit giclé et en invoquant un facteur de rehaussement pour le transfert de masse de l'aérosol par suite des effets électriques; les valeurs de ce facteur variaient entre 160 et 2300 dans les conditions de l'étude faite.

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