实验五 板框压滤机过滤常数的测定(1)

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1、化工原理实验框压滤机过滤常数的测定实验五板框压滤机过滤常数的测定一、实验目的1、了解板框过滤机的结构，掌握其操作方法；2、熟悉板框压滤机的构造和操作；3、掌握过滤常数（K、qe、τe）的测定方法；4、验证洗水速率与过滤速率的关系。二、实验装置本试验所用板框过滤机的整套装置由调浆桶、清水桶、压缩空气系统、板框过滤机和贮液量筒组成。在调浆桶内配制一定浓度的碳酸镁（MgCO3）悬浮液，用压缩空气将悬浮液送入板框过滤机进行过滤，调节阀门开度以维持恒压过滤时所需要的恒定压力，滤液流入贮液量筒计量，洗涤水同样用压缩空气从洗水桶送至板框压滤机进行洗涤，洗涤水也用也用贮液量筒计量其液量。实

2、验完毕拆卸板框压滤机，将板框压滤机内的滤渣放回调浆桶。实验装置如图1示。密封搅拌釜注意板、框的组装次序洗水贮罐图1（a）过滤实验装置流程图三、实验原理过滤是以某种多控物质作为介质来处理悬浮乳液的操作。在外力的作用下，悬浮液中的液体通过介质的孔道而固体颗粒被截流下来，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通过床层的流动，所不同的是这个固体颗粒层的厚度随着过滤过程的进行而不断增加，故在恒压过滤操作中，起过滤速率不断降低。7化工原理实验框压滤机过滤常数的测定影响过滤速度的主要因素除压强差△p，滤饼厚度L外，还有滤饼和悬浮页液的性质，悬浮液温度，过滤介质的阻力等，

3、故以应用流体力学的方法处理。比较过滤过程与流体经过流动床的流动可知：过滤速度即为流体通过固定床的表现速度u。同时，流体细小颗粒构成的滤饼空隙中的流动是层流雷诺数范围，因此，可利用流体通过固定床压降的简化模型，寻求滤液量与时间的关系，应用层流时泊肃叶公式不难推导出过滤基本方程式：（1）式中，V——滤液体积，mτ——过滤时间，sA——过滤面积，0.191m2S——滤饼压缩性指数，无因次。一般情况下S=0～1，对不可压缩滤饼S=0R——滤饼比阻，1/m,r=——单位压差下的比阻，1/m,r=rV——滤饼体积与相应滤液体积之比，无因次。Ve——虚拟滤液体积，恒压过滤时，令,,,对（

4、1）式积分可得（2）式中，q——单位过滤面积的滤液体积，q=V/A，qe——单位过滤面积的虚拟滤液体积，q=Ve/A，，τe——虚拟过滤时间，sK——滤饼常数，由物料特性及过滤压差所决定，K，qe，τe三者总称为过滤常数。利用恒压过滤方程进行计算时，必须首先需要知道K，qe，τe，它们只有通过实验才能确定。对（2）式微分可得（3）7化工原理实验框压滤机过滤常数的测定（4）该式表明以dτ/dq为纵坐标，以q为横坐标作图可得一直线，直线斜率为2/K，截距为2qe/K。在实验测定中，为便于计算，微分可用差分替代，把（4）式改写成：（5）在恒压条件下，用秒表和量筒分别测定一系列时间

5、间隔Δτ及对应的滤液体积V，由此算出一系列在直角坐标系中的Δτ/Δq和q，绘制出函数关系，得一直线。根据直线的斜率和截距便可求出K和qe。四、实验操作1、观察过滤机(尤其是板框)结构，注意管路连接及走向，安装滤布，调整板框（按图1所示，标记点从右到左为1-2-3-2-1-2-3-2-1…）；2、用MgCO3粉或上次试验的滤饼搅拌配置3～5%的待过滤的料浆；3、将初步搅拌分散好的料浆悬浮液倾入高位槽，通过高位槽送至搅拌槽（打开排气阀，进料阀），进料后关闭排气阀和进料阀，使料浆自流入密封搅拌釜中，进一步搅拌分散，等待压入板框滤机中；4、启动密封搅拌釜的搅拌器，并一直开到实验结束

6、；5、加完料后，打开连接搅拌槽与与空压机连接阀门（此时注意要关闭空气进入洗水贮罐的阀门）。6、观察空气进入密封搅拌釜管路上的压力表，当其读数到达规定压力（如0.2Mpa）时，开始过滤：打开连接密封搅拌釜与板框滤机管路上的过滤阀门，让料浆压入板框中，并记录不同时间τ得到的滤液量V（每隔1-3min，记录计量槽液位的高度与时间间隔）以及相应的压力表读数（此时注意洗水贮罐进入板框滤机管路上的阀门是否关闭，如没有关闭，否则料浆可能由此进入洗水贮罐中）；7、过滤结束后，关闭连接密封搅拌釜与板框滤机管路上的过滤阀门，准备洗涤；10、用自来水将洗水贮罐灌满，关闭自来水进入洗水贮罐的阀门；

7、11、将空压机压送出来的空气接入洗水贮罐中（关闭连接密封搅拌釜与板框滤机管路上的过滤阀门），当达到一定压力后，打开连接洗水贮罐与板框滤机管路上的阀门，立即开始记录数据（每个10-20sec记录一次，记录计量槽液位的高度与时间间隔）；12、过滤结束后，拆开板框滤机，查看滤饼的形状及特点；7化工原理实验框压滤机过滤常数的测定13、清洗滤布、板、框，关水、电，清扫卫生。五、实验注意事项1、注意空气、物料、洗水的流向和通路：空气→空压机→密封搅拌釜顶→密封搅拌釜底→板框压滤机下面靠外进料管→板框→板框上方→出口空气→空压机