恒壓過濾常數的測定

1、 長 江 大 學實 驗 報 告 恒壓過濾常數的測定班級： 姓名： 學號： 班內序號： 指導老師： 一、實驗目的1、熟悉板框壓濾機的構造和操作方法；2、通過恒壓過濾實驗,驗證過濾基本原理；3、學會測定過濾常數K、qe、e及壓縮性指數S的方法；4、了解操作壓力對過濾速率的影響。二、實驗原理過濾是以某種多孔物質作為介質來處理懸浮液的操作。在外力的作用下，懸浮液中的液體通過介質的孔道而固體顆粒被截流下來，從而實現固液分離，因此，過濾操作本質上是流體通過固體顆粒床層的流動，所不同的是這個固體顆粒層的厚度隨著過濾過程的進行而不斷增加，故在恒壓過濾操作中，其過濾速率不斷降低。 影響過濾速度的主要因素除壓強差

2、p，濾餅厚度L外，還有濾餅和懸浮液的性質，懸浮液溫度，過濾介質的阻力等有關。過濾基本方程式： 式中，V濾液體積，m3 過濾時間，s； A過濾面積，m2； S濾餅壓縮性指數，無因次。一般情況下，S=01，對于不可壓縮濾餅，S=0； R 濾餅比阻，1/m2，r=5.0a2（1-）2/3 r單位壓差下的比阻，1/m2 濾餅體積與相應的濾液體積之比，無因次； Ve虛擬濾液體積，m3在恒壓過濾時，對（2）式積分可得： 式中，q 單位過濾面積的濾液體積，m3/m2； qe單位過濾面積的虛擬濾液體積，m3/m2； e虛擬過濾時間，s； K濾餅常數，由物理特性及過濾壓差所決定，m2/sK，qe，e三者總稱為過

3、濾常數。利用恒壓過濾方程進行計算時，必須首先需要知道K, qe, e,它們只有通過實驗才能確定。對上式微分得： 該式表明以d/dq為縱坐標，以q為橫坐標作圖可得一直線，直線斜率為2/K，截距為2 qe /K。在實驗測定中，為便于計算，可用增量替代，把上式改寫成 在恒壓條件下，用秒表和量筒分別測定一系列時間間隔及對應的濾液體積，由此算出一系列在直角坐標系中繪制的函數關系，得一直線。由直線的斜率和截距便可求出K和qe，再根據e=qe/K，求出e。四、實驗裝置與流程（一）實驗裝置實驗流程：CaCO3的懸浮液在配料槽內配置一定濃度后，用泵抽入攪拌釜中，開攪拌使碳酸鈣不致沉降；開空壓機，控制系統(tǒng)壓力恒定

4、，利用壓縮空氣的壓力將濾漿送入板框過濾機過濾，濾液流入燒杯計量。實驗畢，系統(tǒng)壓力從原料液攪拌釜上的放空閥排出。（二）實驗步驟：1. 配制含CaCO335（wt%）的水懸浮液。2. 開啟空壓機，關閉閥1、閥4、閥5，打開閥3、閥2，將壓縮空氣通入配料槽，使CaCO3懸浮液攪拌均勻。 3. 正確裝好濾板、濾框及濾布。濾布使用前用水浸濕。濾布要繃緊，不能起皺（注意：用螺旋壓緊時，千萬不要把手指壓傷，先慢慢轉動手輪使板框合上，然后再壓緊）。4. 等配料槽料液攪拌均勻后，關閉閥3，打開閥5及壓力料槽上的排氣閥，使料漿自動由配料桶流入壓力料槽至其視鏡2/3處，關閉閥2、閥5。5. 打開閥4，通壓縮空氣至壓

5、力料槽，使容器內料漿不斷攪拌。壓力料槽的排氣閥應不斷排氣，但又不能噴漿。6. 調節(jié)壓力料槽的壓力到需要的值（2050kpa）。主要依靠調節(jié)壓力料槽出口處的壓力定值調節(jié)閥來控制出口壓力恒定，壓力料槽的壓力由壓力表讀出。慮各個壓力值的分布，從低壓過濾開始做實驗較好。7. 放置好電子天平，按下電子天平上的“on”開關，打開電子天平，將料液桶放置到電子天平上。做好準備工作，可以開始實驗。8. 做壓力實驗：打開閥6、閥9及閥12、閥13，開始加壓過濾。一般可以用一個閥調節(jié)不同的三個壓力來做實驗，具體壓力根據操作情況現場決定。9. 手動實驗時每次實驗應在濾液從匯集管剛流出的時候作為開始時刻，每次V取0.1

6、0.5kg左右，濾液量可以由電子天平處讀出。記錄相應的過濾時間及濾液量。每個壓力下，測量810個讀數即可停止實驗。10. 每次濾液及濾餅均收集在小桶內，濾餅弄細后重新倒入料漿桶內，實驗結束后要沖洗濾框、濾板及濾布不要折，應用刷子刷。五、實驗數據記錄及處理過濾面積：A=0.216 m2 料液溫度：t=18 p1=50kPa序號時間/s/s濾液質量M/g濾液量/ml143433003000.0138930960.01389 2104616006000.0138943920.02778 3147439009000.0138930960.04167 423588120012000.0138963360

7、.05556 529964150015000.0138946080.06944 636061180018000.0138943920.08333 742464210021000.0138946080.09722 849167240024000.0138948240.11111 955968270027000.0138948960.12500 1060950300030000.0138936000.13889 1168172330033000.0138951840.15278 1275372360036000.0138951840.16667 1382875390039000.013895400

8、0.18056 1490476420042000.0138954720.19444 1598177450045000.0138955440.20833 16106079480048000.0138956880.22222 17113979510051000.0138956880.23611 18122081540054000.0138958320.25000 19130888570057000.0138963360.26389 20138981600060000.0138958320.27778 21147788630063000.0138963360.29167 22156487660066

9、000.0138962640.30556 23165389690069000.0138964080.31944 24174591720072000.0138965520.33333 25183890750075000.0138964800.34722 26193395780078000.0138968400.36111 27202996810081000.0138969120.37500 28212798840084000.0138970560.38889 292228101870087000.0138972720.40278 302330102900090000.0138973440.416

10、67 對作圖得：由圖知： 則所以可得P=80kPa時：序號時間/s/s濾液質量M/g濾液量/ml 112123003000.013898640.01389227156006000.0138910800.02778352259009000.0138918000.0416747018120012000.0138912960.05556510636150015000.0138925920.06944613630180018000.0138921600.08333717135210021000.0138925200.09722820736240024000.0138925920.11111924437

11、270027000.0138926640.1251028339300030000.0138928080.138891132441330033000.0138929520.152781236747360036000.0138933840.166671341245390039000.0138932400.180561445846420042000.0138933120.194441550547450045000.0138933840.208331655449480048000.0138935280.222221760450510051000.0138936000.23611186565254005

12、4000.0138937440.251971155570057000.0138939600.263892076655600060000.0138939600.277782182357630063000.0138941040.291672288057660066000.0138941040.305562394060690069000.0138943200.3194424100060720072000.0138943200.3333325106363750075000.0138945360.3472226112764780078000.0138946080.36111271192658100810

13、00.0138946800.37528125967840084000.0138948240.3888929132768870087000.0138948960.4027830139770900090000.0138950400.41667同在50kPa時做圖，同理可得，關系式為： P=100kPa時：序號時間/s/s濾液質量M/g濾液量/ml 1773003000.013895040.01389 220136006000.013899360.02778 338189009000.0138912960.04167 45820120012000.0138914400.05556 581231500

14、15000.0138916560.06944 610625180018000.0138918000.08333 713226210021000.0138918720.09722 816129240024000.0138920880.11111 919130270027000.0138921600.12500 1022332300030000.0138923040.13889 1125734330033000.0138924480.15278 1229235360036000.0138925200.16667 1332937390039000.0138926640.18056 143673842

15、0042000.0138927360.19444 1540639450045000.0138928080.20833 1644842480048000.0138930240.22222 1749143510051000.0138930960.23611 1853443540054000.0138930960.25000 1958046570057000.0138933120.26389 2062646600060000.0138933120.27778 2167549630063000.0138935280.29167 2272449660066000.0138935280.30556 237

16、7551690069000.0138936720.31944 2482752720072000.0138937440.33333 2588154750075000.0138938880.34722 2693655780078000.0138939600.36111 2799256810081000.0138940320.37500 28105058840084000.0138941760.38889 29110959870087000.0138942480.40278 30117061900090000.0138943920.41667 同在50kPa時做圖，同理可得，關系式為： 將在p=50

17、,80,100kPa時所做的關系圖做在一張圖標上，可得如下關系圖：(2) 濾餅壓縮性指數s的求取，將不同壓力下測得的K值作lgKlgp曲線，擬合的直線為：則1-s=0.13794 得s=0.86206 2k=-3.89302得k=-1.96451查表可知，典型碳酸鈣的壓縮指數是0.19，實驗值與理論值相差甚遠，分析原因可能有：a) 第一次操作不熟練，很多方面沒有注意到，實驗中的q并不能保證每次都是300g的差值，手動多少會有偏差b) 每組實驗做完濾漿的濃度會發(fā)生變化，每每進樣的濃度會發(fā)生變化，并且濃度的不同，會導致濾餅的厚度不同，過濾效果不理想，達不到好的實驗結果。六、思考題1，為什么過濾開始時，濾液常常有點渾濁，而過段時間后才變清？答：開始過濾時，濾餅還未形成，空隙較大的濾布使較小的顆粒得以漏過，使濾液