恒压过滤实验报告.doc

广 西 大 学 实 验 报 告 姓名 院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师 恒压过滤一、 实验名称：恒压过滤二、实验目的：1、 熟悉板框过滤机的结构；2、 测定过滤常数K、qe、e；三、实验原理：板框压滤是间歇操作。一个循环包括装机、压滤、饼洗涤、卸饼和清洗五个工序。板框机由多个单元组合而成，其中一个单元由滤板（）、滤框（）、洗板（）和滤布组成，板框外形是方形，如图2-2-4-1所示，板面有内槽以便滤液和洗液畅流，每个板框均有四个圆孔，其中两对角的一组为过滤通道，另一组为洗涤通道。滤板和洗板又各自有专设的小通道。图中实线箭头为滤液流动线路，虚线箭头则为洗液流动路线。框的两面包以滤布作为滤面，滤浆由泵加压后从下面通道送入框内，滤液通过滤布集于对角上通道而排出，滤饼被截留在滤框内，如图2-2-4-2a）所示。过滤完毕若对滤饼进行洗涤则从另一通道通入洗液，另一对角通道排出洗液，如图2-2-4-2b）所示。图2-2-4-1 板框结构示意图图2-2-4-2 过滤和洗涤时液体流动路线示意图在过滤操作后期，滤饼即将充满滤框，滤液是通过滤饼厚度的一半及一层滤布而排出，洗涤时洗液是通过两层滤布和整个滤饼层而排出，若以单位时间、单位面积获得的液体量定义为过滤速率或洗涤速率，则可得洗涤速率约为最后过滤速率的四分之一。恒压过滤时滤液体积与过滤时间、过滤面积之间的关系可用下式表示： （1）式中：V时间内所得滤液量m3 Ve形成相当于滤布阻力的一层滤饼时获得的滤液量，又称虚拟滤液量m3 过滤时间s e获过滤液量Ve所需时间s A过滤面积m2 K过滤常数m2/s若令：q=V/A及qe=Ve/A，代入式（1）整理得： （2）式中：q时间内单位面积上所得滤液量m3/m2 qe虚拟滤液量m3/m2 K、qe和e统称为过滤常数。式（2）为待测的过滤方程，因是一个抛物线方程，不便于测定过滤常数。为此将式（2）微分整理得： 上式以增量代替微分： （3）式（3）为一直线方程，直线的斜率为，截距为，式中,q和q均可测定。以为纵坐标，q为横坐标作图如图2-2-4-3所示，由图中直线的斜率和截距便可求得K和qe值。常数e可在图上取一组数据代入式（3）求取，也可用下式计算： （4）最后就可写出过滤方程式（2）的型式。图2-2-4-3 方程（3）图解板框压滤是间歇式操作，始点和终点数据误差较大，作图时应舍去。又因式（3）中与q为阶梯型函数关系，故作图时先作阶梯线，后经各阶梯水平线中点联直线以求取过滤操作线。四、实验设备流程图：实验流程由贮槽、齿轮泵和板框机等组成。滤液量用容量法或重量法测定，如图2-2-4-4所示。请注意：齿轮泵是正位移泵，泵出口必须设回流管路进行流量调节。1滤浆槽 2齿轮泵 3电动机 4回流阀 5调节阀6压力表 7板框机 8压紧螺旋 9容器 10磅称图2-2-4-4 板框过滤实验流程图五、实验方法：1、熟悉实验流程、板框结构、排列方法。2、浸湿滤布，拉平后装机，框数宜取两个，螺旋压紧，要保证进滤浆及出滤液的路线畅通，并且板框之间逢隙不漏液。3、在滤浆槽1内配制10%左右的碳酸钙水溶液50公斤，先人工搅拌均匀，后关调节阀5，开回流阀4，启动齿轮泵2（先转动靠背轮是否灵活后合电开关），进行回流搅拌。4、作好滤液流量测定准备（用定容量计时法，即滤液每流出1升，计时1次，时间单位为秒）。5、打开调节阀5，关小回流阀4，把滤浆送进压滤机7，压力表6读数要稳定在0.1MPa左右，过程中若压力指示有波动，可用阀4和阀5调节使之稳定。6、当滤液出口处滤液呈滴状慢慢滴出时可停止操作，结束实验，先停齿轮泵，后松开机头，取出滤饼放置盘上，清洗滤布和全机。7、取框1块测量面积，并计算总过滤面积。8、记下操作压力和滤液温度。9、归还所借秒表，清理现场。六、原始数据记录表：操作压力:P=0.1MPa 滤板长度:L=0.172m 圆半径:R=0.036m项目数据序号V/m-3/s-110.00100014.820.00100018.130.00100023.140.00100028.350.00100034.260.00100039.470.00100045.080.00100050.690.00100056.6100.00100062.7110.00100087.5120.001000125.5130.001000186.6140.00035080.3表1七、数据处理表及图：项目数据序号V/m-3V/ m-3/s-1q/(m3s-1)-1q/(m3s-1)-1/qq/(m3s-1)-110.0010000.00100014.80.019597 0.019597 755.230976 0.009798 20.0010000.00200018.10.019597 0.039193 923.627072 0.029395 30.0010000.00300023.10.019597 0.058790 1178.772672 0.048992 40.0010000.00400028.30.019597 0.078387 1444.124096 0.068588 50.0010000.00500034.20.019597 0.097983 1745.195904 0.088185 60.0010000.00600039.40.019597 0.117580 2010.547328 0.107782 70.0010000.00700045.00.019597 0.137177 2296.310400 0.127378 80.0010000.00800050.60.019597 0.156773 2582.073472 0.146975 90.0010000.00900056.60.019597 0.176370 2888.248192 0.166572 100.0010000.01000062.70.019597 0.195967 3199.525824 0.186168 110.0010000.01100087.50.019597 0.215563 4465.048000 0.205765 120.0010000.012000125.50.019597 0.235160 6404.154560 0.225362 130.0010000.013000186.60.019597 0.254756 9522.033792 0.244958 140.0003500.01335080.30.006859 0.261615 11707.538103 0.258186 表2过滤常数：k=0.000138m2/s qe=0.030889m3/m2 =6.913941s截距：过滤方程具体形式：八、计算举例：取第4组数据举例计算： 同理其他组数据结果如表2.所以：同理其他组数据结果如表2.九、讨论：1为什么过滤开始时，滤液常常有点混浊，过段时间后才变清？答：在过滤中，主要靠滤饼层。刚开始没有滤饼层，过滤效果不佳，随着滤饼层的增厚，滤液就变清了。 开始过滤时，滤饼还未形成，空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过，滤饼形成后且形成较密的滤饼，使颗粒不易通过。2. 在恒压过滤实验中,为什么随着过滤的进行,所得滤液越来越少？答：过滤实验,主要是靠压差滤液过滤进行的，在恒压过滤中