高勾配電磁フィルタによる極低濃度常磁性鉄化合物微粒子の捕捉特性

概要

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各種磁性細線をマトリックス (充填材) にした小型HGMSを供試して, 極低濃度域(10〜200μg/l)における各種常磁性鉄化合物微粒子(粒径≦30μm)の捕捉特性を検討した.その結果, 微粒子除去率Rは流路単位断面積当りの磁性細線表面積(ε・h/d**), 磁化速度と粒子沈降速度の比 (uM/uG)および相当物質移動係数k*と線流速uLの比を用いて, 次式で表せ, マトリックス内の微粒子濃度の変化dC/dxはCによらず, 位置xによって決まることを示した. 1-R=1n{631ε・h/d**・uM/uG・k*(1-ε)/uL}n, 5≦ε・h/d**・uM/uG・1-ε/uL≦2000s/cm また, k*は粒径dによって異なり, d≦1μmではk*=2.2×10-7cm/s, d>1μmでは粒子形状 (突起部をもたない微粒子ではk*=1.27×10-6cm/s, 突起部を有する微粒子では2.83×10-6cm/s)により決定されることを示した.さらに, 充填率εとuLからなるuL/ε(1-ε)値が244cm/sより大きくなると, マトリックス部の流れの短絡により, Rが大幅に低下することを示した.