Modélisation du processus de charge et séparation tribo-aéro-électrostatique de matériaux plastiques granulaires
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PoitiersDisciplines:
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Abstract EN:
The electrostatic separation processes are already used for the recycling of granular wastes, electrically charged in advance by the tribo-electric effect in vibratory-, rotating cylinder- or fluidized bed-devices. As the effectiveness of these devices is often limited by the electric charge accumulated during the pneumatic transport of materials to be separated; a study was conducted using the design of experiments methodology in order to identify the influential factors and to propose solutions for improvement. The efficiency of these devices is in many cases rather poor, because some particles do not reach the necessary charge to be separated in the electric field. An original method and equipment have been designed to overcome these drawbacks by simultaneously using of the triboelectric effect, the Coulomb force and the electric image force. Two fluidized bed devices were constructed in order to facilitate the understanding of physical bases of the new process and test its feasibility. Experiments on these devices showed that the efficiency of the charging process depends significantly on the speed of the fluidization air and the time spent by particles in the device. These studies validated most of the technical solutions to be applied in order to build an industrial tribo-aeroelectrostatic separator. The experimental results confirm simultaneous triboelectric charge in a fluidized bed and separation in a horizontal electrostatic field as an effective method of treatment for the granular wastes of electrical and electronic equipment.
Abstract FR:
Les procédés de séparation électrostatique sont déjà utilisés pour le recyclage des déchets industriels broyés, chargés au préalable par effet triboélectrique dans des dispositifs à vibrations, à cylindre tournant ou à lit fluidisé. L’efficacité de ces dispositifs étant parfois limitée par la charge électrique accumulée pendant le transport pneumatique des matériaux à séparer, une étude a été réalisée en faisant appel la méthode des plans d’expériences afin d’identifier les facteurs influents et de proposer des solutions d’amélioration. Si les dispositifs actuels ne donnent pas satisfaction c’est aussi parce que certaines particules n’arrivent pas à se charger convenablement pour être séparées en champ électrique. Un procédé et une installation originaux permettent de remédier à ces inconvénients, en utilisant en même temps l’effet triboélectrique, la force de Coulomb et la force image électrique. Deux dispositifs à lit fluidisé ont été construits dans le but de faciliter la compréhension des phénomènes physiques à la base du nouveau procédé et de tester sa faisabilité. Les expériences réalisées sur ces dispositifs ont montré que l’efficacité du processus de charge dépend fortement de la vitesse de l'air de fluidisation et de la durée passée par les particules dans le dispositif. Ces études ont permis de préciser les solutions techniques essentielles à la réalisation d’un séparateur tribo-aéroélectrostatique industriel. Les résultats expérimentaux confirment la charge triboélectrique en lit fluidisé associée à la séparation en champ électrostatique comme un procédé efficace de traitement des déchets granulaires d’équipements électriques et électroniques.