恒压过滤常数测定实验指导

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1、基本型恒压过滤常数测定实验装置GL200B实验指导书第項恒压过滤常数测定实验一、实验目的1、熟悉板框压滤机的构造和操作方法。2、通过恒压过滤实验，验证过滤基木理论。3、学会测定过滤常数K、qe、丫e及压缩性指数s的方法。4、了解过滤压力对过滤速率的影响。二、基本原理过滤是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液以达到固、液分离的一种操作过程，即在外力的作用下，悬浮液中的液体通过固体颗粒层（即滤渣层）及多孔介质的孔道而固体颗粒被截留下来形成滤渣层，从而实现固、液分离。因此，过滤操作本质上是流体通过固体颗粒层的流动

2、，而这个固休颗粒层（滤渣层）的厚度随着过滤的进行而不断增加，故在恒压过滤操作中，过滤速度不断降低。过滤速度“定义为单位时间单位过滤而积内通过过滤介质的滤液量。影响过滤速度的主要因素除过滤推动力（压强差）Ap,滤饼厚度L外，还有滤饼和悬浮液的性质，悬浮液温度，过滤介质的阻力等。过滤时滤液流过滤渣和过滤介质的流动过程基本上处在层流流动范围内，因此，可利用流休通过固定床压降的简化模型，寻求滤液量与时间的关系，可得过滤速度计算式：_dV_dq_人幼』一$）_人勿一）U_~Adr~~dr~_“八C®+匕）（1）式

3、中：u一过滤速度，m/s；A—通过过滤介质的滤液量，口讥A—过滤而积，m2；第項r—过滤时间，s；Q—通过单位而积过滤介质的滤液量，m7m2；△p一过滤压力（表压）pa；s—滤渣压缩性系数；“一滤液的粘度，Pa・s；不可压缩的滤渣比阻，1/m2；C—单位滤液体积的滤渣体积，m7m3；Ve一过滤介质的当量滤液体积，m3；压缩系数为s的滤渣比阻，1/m2；U—单位滤液体积的滤渣质量，kg/m3o对于一定的悬浮液，在恒温和恒压下过滤时，八恒定，为此令：K=^-l-〃•厂•C于是式（1）可改写为：dV_KA2j

4、7~2（v+k）式屮：斤一过滤常数，由物料特性及过滤压差所决定，丿将式（3）分离变量积分，整理得：^v,（y+ve）d（y+ve）=^KA2[dTV2+2VV,=KA2t将式（4）的积分极限改为从0到人和从0到匚积分，贝山V^=KA2Te将式（5）和式（6）和加，可得：（V+Vj2=^A2（r+rJQ和都(2)(3)%。(4)(5)(6)式中：乙一虚拟过滤时间，相当丁滤出滤液量人所需时间，第項再将式（7）微分，得：(8)ify+=KA2dT将式（8）写成斧分形式，则(9)式中：勺一每次测定的单位过滤而积

5、滤液体积（在实验屮一般等量分配）,m3/m2；At—每次测定的滤液体积Aq所对应的时间，s；q-相邻二个g值的平均值，rn7m2o改变过滤压差Ap,可测得不同的K值，由K的定义式（2）两边取以△"△q为纵坐标，线的斜率和截距，&为横坐标将式（9）标绘成一直线，可得该直斜率：s=—K截距：7Ke则，K=—,m2/ss3对数得:(10)lgK=(l-s)lg(Ap)+B第項在实验压差范围内，若B为常数，则lgK〜lg(Ap)的关系在直角坐标上应是一条直线，斜率为(1-s),可得滤饼压缩性指数s。三、实验装置

6、与流程本实验装置由空压机、配料罐、压力罐、清水罐、板框过滤机等组成，其流程不意如图1:11—空气压缩机；2—压力罐；3—安全阀；4,5—压力表；6—清水罐；7—滤框；8—滤板；9—手轮；10—切换阀；11—调压阀；12—量筒；13—配料罐；14—地沟图1恒压过滤流程在料液罐屮配制一定浓度的CaCO3的悬浮液，然后利用位差送入压力罐中，用压缩空气加以搅拌使CaC03不致沉降，同吋利用压缩空气的压力将滤浆送入板框压滤机过滤，滤液流入水桶通过电了天秤计量。压缩空气通过压力罐上的放空管路放空。板框压滤机的结构尺

7、寸：框厚度25mm,单板的过滤面积0.02m2,板数为7个，框数为6个，第項总过滤面积为0.lm2o空气压缩机规格型号：风量0.06m7min,最大气压0.8MPao实验前准备10kg左右的CaC03；2个容量为1L的量筒;2个秒表;1个容积为30L左右的水桶。五、实验步夏1.实验准备1・1配料：关闭料液罐底部阀门，向料液罐内加水到标尺刻度的50cni左右，再将事先用天平称量的碳酸钙加入，配制含CaC0320%〜30%（wl.%）的水悬浮液（其中，料液罐的直径为35cm）。1.2搅拌：将料液罐的顶盖盖上

8、。打开系统总进气阀，启动空压机，将压缩空气通入料液罐（注意：空压机的出口球阀保持半开），再打开料液罐出料阀，缓慢开启料液罐进气阀（注意：操作要缓慢，防止气体压力过大喷浆），使料液罐内的CaCO3悬浮液搅拌均匀。1.3设定过滤压力：分别打开进压力罐的三路阀门，从空压机过来的压缩空气经各定值调节阀分别设定实验操作压力，例如为0.lMPa^0.2MPa和0.3MPa,但是最大值不得超过0.4MPa,每个间隔压力^0.05MPao（注意：设定定值调