過濾常數(shù)測定實驗(九江學院,板框過濾)

1、過濾常數(shù)測定實驗（九江學院'板框過濾）實驗11過濾常數(shù)測定實驗過濾是分離非均相混合物的方法之一。通過過濾操作，可將懸浮液中 的固、液兩相加以分離，固體顆粒被過濾介質(zhì)截留，形成濾餅；濾液穿過 濾餅流出，從而將固相與液相分離。過濾的分類有多種方法：從推動力形式可分為恒壓過濾和恒速過濾; 從操作連續(xù)性可分為間歇過濾和連續(xù)過濾。而過濾設備的設計及選型取決 于處理物料的工藝要求、物性及流量等條件。過濾操作的分離效果，除與過濾設備的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)外，還與過濾物 料的特性、操作時壓力差以及過濾介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。為了對過濾操作過程 及過濾設備進行分析及設計計算，首先應給定待處理物料的物性參數(shù)，選 擇適宜的

2、操作條件，然后再測定該過程的過濾常數(shù)。本實驗裝置主要測定給定物料在一定操作條件和過濾介質(zhì)吋的過濾 常數(shù)。實驗目的1 熟悉板框過濾機的結(jié)構(gòu)及過濾的工藝流程；2. 掌握板框過濾機的操作及調(diào)節(jié)方法；3測定恒定壓力下，過濾方程中過濾常數(shù)k、qe、。e.的測定?；?原理過濾操作是在一定壓力作用下，使含有固體顆粒的懸浮液通過過濾介質(zhì)，固體顆粒被介質(zhì)截留形成濾餅，而使液固兩相分離。過濾介質(zhì)通常采用多孔的紡織品、絲網(wǎng)或其他多孔材料，如帆布(本實驗中采 用)、毛氈或金屬絲織成的金屬網(wǎng)、多孔陶瓷等。過濾操作通常分為恒壓過濾和恒速過濾。在過濾過程中，由于固體顆 粒不斷被截留在介質(zhì)表面上，濾餅厚度增加，液體流過固體

3、顆粒之間的孔 道加長，而使流動阻力增大，故在恒壓過濾時，過濾速率隨時間逐漸下降。 如果要維持過濾速率不變，就必須不斷提高濾餅兩側(cè)的壓力差，此過程稱 為恒速過濾。恒速過濾階段很短，本實驗僅研究恒壓過濾。恒壓過濾方程：(v十ve)2=ka2 (。十0 e) (1)式中v在。時間內(nèi)得到的累積濾液體積，m3;0過濾時間，s;ve 獲得與濾布阻力相當?shù)臑V餅厚度所得的濾液量，m3; oe-得到 當量濾液體積ve相對應的過濾時間,s;a 過濾面積，m2;k 一過濾常數(shù)，m2/s；包含物料特性常數(shù)k和操作壓力a p參數(shù)，表 示為(2)式中ap 濾餅兩側(cè)壓力差，pa;s 一濾餅壓縮指數(shù)；k 一表征過濾物料特性的

4、常數(shù)，m4/(s - n),對一定的懸浮液是常數(shù)；u濾液粘度，pa s;ro單位壓力差下濾餅的比阻，l/m2;v 一過濾單位體積濾液時生成的濾餅體積，m3/m3。以單位過濾面積表示的恒壓過濾方程為(q十qe)2=k( 9十。e)式中: q 在0時間內(nèi)，單位過濾面積獲得的濾液量，m3/ m2; qe 一單位過濾 血積上過濾介質(zhì)的當量濾液體積，m3/m2o為了便于測定過濾常數(shù)k、 qe、9 e,將上式微分并整理得2(q十qe)dq=kd 9d?22?q?qedqkk (3)?22?q?qek (4)將上式左側(cè)的導數(shù)用差分代替，則成為?qk上式為一直線方程。在恒壓過濾的條件下，測定出不同的過濾時間。

5、和濾液累計量q的數(shù)據(jù)，然后算出每個時間區(qū)間內(nèi)(a 0 = 0 i+1- 9 i)t得的 濾液量(a qi二qi+1 qi),并計算相應的近似數(shù)值(a &/aq)i,在普通坐標紙 上以(ao/aq)i為縱坐標，用(取兩次測定q的平均值，即二(qi十qi+l)/2) 為橫坐標作圖，可以得到一條直線，由此直線的斜率及截距確定2/k及 2qe/k的值，由此求得k、qe,并通過下式求出0 e： 9 e =qe2/k實驗裝置與流程(一) 主要部件濾漿槽罐體容積約50升，底部坐在架體上，罐內(nèi)的攪拌葉直接由上端電機帶動。配制懸浮液時，把槽底1/2球閥關(guān)閉，然后加入自來水再按比例加入粉末(如mgco3、

6、caco3),加以攪拌，使之與水完全混 合，不存在塊狀固體為止。2. 板框過濾機本機有11塊板，板框的兩個角端均開有?19的孔，在板框裝合并壓緊后即構(gòu)成供濾液、濾漿流通的孔道，框的兩側(cè)覆以濾布，空框與濾布圍成 了容納濾漿及濾渣的空間。過濾面積為a=2nn （0.125/2） 2 =0.0123m23 計量筒用不銹鋼板焊成筒體，設有水位計顯示水位，使用時用戶要自行標出 計量筒的容積參數(shù)或換算成容積刻度。（二）、裝置流程圖11.1恒壓過濾實驗流程示意圖1調(diào)速器2電動攪拌器3、15截止閥4、6、10> 12> 13、16 球閥5、7壓力表8板框過濾機9壓緊裝置11-1+量桶14一旋渦 泵

7、27濾漿槽如圖口1所示，濾漿槽內(nèi)配有一定濃度的懸浮液，用電動攪拌器進行 均勻攪拌。啟動旋渦泵，將懸浮液送入板框過濾機進行過濾，調(diào)節(jié)閥門3 使壓力表5指示在規(guī)定值。濾液在計量桶內(nèi)計量。洗滌水同樣用泵從濾漿槽送至板框過濾機進行洗滌，通過過程的流程見圖 11.20圖11.3為過濾機固定頭管路分布示意圖。圖11.4為實際裝置圖。圖11.4實際裝置（三）、設備的主要技術(shù)數(shù)據(jù)1. 旋渦泵：型號:y80-22. 攪拌器：型號：kd乙1 ；功率:160w ；轉(zhuǎn)速:3200轉(zhuǎn)/分；3. 過濾面積：現(xiàn)場測定。4. 濾布型號：工業(yè)用。5. 過濾壓力范圍為0.05-0.2mpa6. 計量桶：第一套：長285mm,寬3

8、30mm第二套：長280mm,寬 329mm實驗操作步驟實驗前將固體粉末在濾漿槽內(nèi)配制成一定濃度的懸浮液，建議濃度配成35% （重量比）。1. 系統(tǒng)接上電源，打開攪拌器電源開關(guān)，啟動電動攪拌器2。將濾液槽17內(nèi)漿液攪拌均勻。2. 板框過濾機板、框排列順序為：固定頭一板一框一板一框一板一 可動頭。用壓緊裝置壓緊后待用。3. 使閥門3、10、15處于全開、其它閥門處于全關(guān)狀態(tài)。啟動旋渦 泵14,調(diào)節(jié)閥門3使壓力表5達到規(guī)定值。4待壓力表5穩(wěn)定后，打開過濾入口閥6,過濾開始。當計量桶口 內(nèi)見到第一滴液體時按秒表計吋。記錄濾液每達到一定量時所用的吋間。 當測定完所需的數(shù)據(jù)，停止計時，并立即關(guān)閉入口閥6

9、。5調(diào)節(jié)閥門3使壓力表5指示值下降。開啟壓緊裝置卸下過濾框內(nèi) 的濾餅并放回濾漿槽內(nèi)，將濾布清洗干凈。放出計量桶內(nèi)的濾液并倒回槽 內(nèi)，以保證濾漿濃度恒定。6. 改變壓力或其它條件，從第3步開始重復上述實驗。7. 若需測定洗滌時間和洗水量，則每組實驗結(jié)束后應用洗水管路對 濾餅進行洗滌。洗滌流程見圖2。8. 實驗結(jié)束時關(guān)閉閥門3和15,閥門16接上自來水、閥門13接通 下水，對泵進行沖洗。關(guān)閉閥門13,閥門4接通下水，閥門6打開，對濾 漿進出口管進行沖洗。數(shù)據(jù)記錄和處理報告書中寫明前所述各項，并附如下數(shù)據(jù)處理圖表及計算方法過程。做圖得a ° / a q的關(guān)系式，線性回歸得斜率值和截距值，則由斜率 值二2/k,得出k=由截距值=2qe/k,得出qe=最后算出（）e =qe2/k=注意 事項1. 過濾板與框之間的密封墊應注意放正，過濾板與框的濾液進出口 對齊。用搖柄把過濾設備壓緊，以免漏液。2. 計量桶的流液管口應貼桶壁，否則液面波動影響讀數(shù)。3.實驗