化工专业化工原理实验---过滤

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1、实验二过滤实验实验二过滤实验1实验目的（1）了解过滤设备的构造和操作方法。（2）掌握过滤问题的简化工程处理方法。（3）测定在恒压操作时的过滤常数K，qe，τe，并以实验所得结果验证过滤方程式，增进对过滤理论的理解。（4）改变压强差重复上述操作，测定压缩指数s和物料特性常数k（选做）。2基本原理过滤过程是将悬浮液送至过滤介质及滤饼一侧，在其上维持另一侧较高的压力，液体则通过介质而成滤液，而固体粒子则被截留逐渐形成滤饼。过滤速度由过滤介质两端的压力差及过滤介质的阻力决定。过滤介质阻力由二部分组成，一为过滤介质，一为滤饼（先沉积下来的

2、滤饼成为后来的过滤介质）。因为滤饼厚度（亦即滤饼阻力）随着时间而增加，所以恒压过滤速度随着时间而降低。对于不可压缩性滤饼，在恒压过滤情况下，滤液量与过滤时间的关系可用下式表示：（2.1）（2.1）式中：q—单位过滤面积获得的滤液体积，m3/m2；qe—单位过滤面积的虚拟滤液体积，m3/m2；θ—实际过滤时间，s；θe—虚拟过滤时间，s；K—过滤常数，m2/s。将（2.1）式微分，可以得到:（2.2）当各数据点的时间间隔不大时，dθ/dq可以用增量之比△θ/△q来代替，即:（2.3）式（2.3）为一直线方程。试验时，在恒压下过滤要

3、测定的悬浮液，测出过滤时间θ及滤液累积量q的数据，在直角坐标纸上标绘△θ/△q对的关系，所得直线斜率为2/K，截距为2qe/K，从而可以分别得到K和qe。式（2.1）中的θe可由下式获得：实验二过滤实验（2.4）其中，过滤常数K的定义式为：（2.5）将式（2.5）两边取对数，得到：（2.6）因为s为常数，k＝1/(μr0v)，k也为常数，故在双对数坐标体系中，K与△p为线性关系，直线的斜率为1-s，截距为lg(2k)，由此可分别计算出压缩性指数s和物料的特性常数k。3实验装置3.1实验装置流程如图2.1所示，滤浆槽内配有一定浓度

4、的轻质碳酸钙悬浮液（浓度在6%～8%左右），用电动搅拌器进行均匀搅拌（浆液不出现旋涡为好）。启动旋涡泵，调节阀门3使压力表5指示在规定值。利用计量桶对滤液进行计量。图2.1恒压过滤实验流程示意图1－调速器；2－电动搅拌器；3、4、6、11、14－阀门；5、7－压力表；8－板框压滤机；9－压紧装置；10－滤浆槽；11－进料阀；12－旋涡泵；13－计量桶实验装置中过滤、洗涤管路如图2.2所示：实验二过滤实验图2.2过滤、洗涤管路示意图3.2主要设备与仪器规格及参数过滤实验装置主要设备及仪器规格参数见表2.1。表2.1主要设备与仪器规

5、格及参数序号名称规格及参数1搅拌器型号KDZ-1，功率160w，转速3200r/min2过滤板160×180×11（mm×mm×mm）3滤布工业用，过滤面积0.0475m24计量桶长327mm、宽286mm4实验步骤与注意事项4.1实验步骤过滤实验操作步骤主要包括：（1）系统接上电源，打开搅拌器电源开关，启动电动搅拌器2。将滤液槽10内浆液搅拌均匀。（2）板框过滤机板、框排列顺序为：固定头-非洗涤板-框-洗涤板-框-非洗涤板-可动头。用压紧装置压紧后待用。（3）使阀门3、4、11处于全开、其它阀门处于全关状态。启动旋涡泵12，调

6、节阀门3使压力表5达到规定值。（4）待压力表5稳定后，打开过滤入口阀6，过滤开始。当计量桶13内见到第一滴液体时按表计时。记录滤液每增加高度10mm所用的时间。当计量桶13读数为150mm时停止计时，并立即关闭入口阀6。实验二过滤实验（5）调节阀门3使压力表5指示值下降。开启压紧装置卸下过滤框内的滤饼并放回滤浆槽内，将滤布清洗干净。放出计量桶内的滤液并倒回槽内，以保证滤浆浓度恒定。（6）改变压力或其它条件，从步骤（2）开始重复上述实验。（7）每组实验结束后，用洗水管路对滤饼进行洗涤，测洗涤时间和洗水量。（8）实验结束时，将阀门1

7、1接上自来水、阀门4接通下水，关闭阀门3，对泵及滤浆进出口管进行冲洗。4.2注意事项（1）过滤板与框之间的密封垫片位置应放正，过滤板与框的滤液进出口对齐。用摇柄把过滤设备压紧，以免漏液。（2）计量桶的流液管口应贴桶壁，否则液面波动影响读数。（3）实验结束时关闭阀门3。用阀门11、4接通自来水对泵及滤浆进出口管进行冲洗，切忌将自来水灌入储料槽中。（4）电动搅拌器为无级调速。使用时首先接上系统电源，打开调速器开关，调速钮一定由小到大缓慢调节，切勿反方向调节或调节过快损坏电机。（5）启动搅拌前，用手旋转一下搅拌轴以保证顺利启动搅拌器。

8、5实验记录过滤实验原始数据集整理见表2.2。6实验数据整理（1）根据实验数据，线性标绘△θ/△q与之间的关系，从而获得过滤常数K、qe和θe。（2）根据实验数据，在双对数坐标系中，线性标绘K与△p之间的关系，从而获得压缩性指数s和物料的特性常数k（此部分为选作实