过滤实验课件

1、 过滤实验1、 实验目的1、 熟悉板框过滤机的结构。2、 学会板框过滤机的操作方法。3、 测定一定物料恒压过滤方程中的过滤常数k和qe,确定恒压过滤方程。2、 实验原理 过滤是一种能将固体物截流而让流体通过的多孔介质，将固体从液体或气体中分离出来的过程。在势能差（p+gz)不变的情况下，过滤速度在不断地降低，即u=dv/(ad)在不断地减小。式中a代表过滤面积，代表过滤时间，v代表滤液量。 影响过滤速度的主要因素初势能差、滤饼厚度外，还有滤饼和悬浮液的性质、悬浮液温度、过滤介质的阻力等。 利用流体通过固体床压降的简化数学模型，寻求滤液量q与时间的关系。在低雷诺数下，可用康采尼的计算式，即： 三

2、、实验装置和流程1、装置实验装置由配料桶、供料泵、圆形过滤机、过滤机量筒及空气压缩机等组成。可进行过滤、洗涤和吹干三项操作过程。碳酸钙（caco3）或碳酸镁（mgco3）的悬浮液在配料桶内配制成一定浓度后，为阻止沉淀，料液有供料泵管路循环。配料桶中用压缩空气搅拌，浆液经过过滤机过滤后，滤液流入计量筒。过滤完毕后，亦可用洗涤水洗涤和压缩空气吹干。2、实验流程本实验的流程如下图所示。图中给出了两套装置的流程。对于不可压缩的滤饼，由上式可以导出过滤速度的计算式为：式中：qe=ve/a,ve为形成与过滤介质阻力相等的滤饼层所得的滤液量m3；r为滤饼的比阻1/m2;v为单位体积滤液所得到的滤饼的体积m3

3、/m3;为滤液的粘度pas；k为过滤常数m2/s。在恒压差过滤时，上述微分方程积分后可得：q2+2qqe=k。由上述方程可计算在过滤设备、过滤条件一定时，过滤一定滤液量所需要的时间或者在过滤时间、过滤条件一定是为了完成一定生产任务，所需要的过滤设备大小。在利用上述方程计算时，需要知道k、qe等常数，而k、qe常数只有通过实验才能测定。在用实验方法测定过滤常数时，需将上述方程变换成如下形式： qe因此，实验时只要维持操作压强恒定，计取过滤时间和相应的滤液量以/qq作图得直线。读取直线斜率1/k和截距2qe/k值，进而计算k和qe的值。若在恒压过滤的时间内已通过单位过滤面的滤液q1，则在1和2及q

4、1至q2范围内将上述微积分方程积分整理后得：(q-q1)+(q1+qe)上述表明q-q1和（-1）/（q-q1）为线性关系，从而能方便地求出过滤常数k和qe。用最小二乘法回归直线方程时，设回归方程为y=+x,则=(xy)平均-x平均y平均/(x2)平均-(x平均)2，=y平均-x平均。四、实验操作步骤及要点1、实验可选用caco3粉末配制成滤浆，其量约占料桶的2/3左右，配制浓度在8.0b左右（约10%，wt）2、料桶内滤浆可用压缩空气和循环泵进行搅拌，桶内表压强控制在00.1mpa，不能超过料桶承受的压强0.14mpa。3、滤布在装上之前要先用水浸湿。4、实验操作前，应先让供料泵通过循环管路

5、，循环操作一段时间，过滤时也要保证料液循环。结束后，应关闭料桶上的出料阀，打开旁路上清水管路清洗供料泵，以防止caco3在泵体内沉积。5、实验初始阶段不是恒压操作。因此可采用二只秒表交替计时，记下时间和滤液量，并确定恒压开始时间1和相应的滤液量q1。过滤压强不要超过0.08mpa。6、当滤液量很少时，滤渣已充满滤框后，过滤阶段可结束。5、 实验数据记录过滤物系：轻质碳酸钙 计量筒直径： 圆板过滤器直径：内径150mm框厚： 过滤操作压强： 料液浓度： 料液温度：序号时间间隔（s)间隔中的滤液量（l)1(恒压前）20.5 0.452150.653150.554150.395150.386150.

6、317150.38150.279150.2410150.23411150.2112150.1913150.17914150.164 六、实验数据处理 数据处理结果如表所示，以序号2为例写出计算过程。序号时间间隔(s)间隔滤液量v（）累积滤液量v()累积q累积时间(s)/q(q-q1)120.50.00045 0.0255 0.000450.0255 20.52150.00065 0.0368 0.00110.0623 35.5407.84 0.0368 3150.00055 0.0311 0.001650.0934 50.5441.71 0.0679 4150.00039 0.0221 0.0

7、02040.1155 65.5500.01 0.0900 5150.00038 0.0215 0.002420.1370 80.5538.05 0.1115 6150.00031 0.0176 0.002730.1546 95.5581.10 0.1291 7150.00030 0.0170 0.003030.1715 110.5616.23 0.1460 8150.00027 0.0153 0.00330.1868 125.5650.81 0.1613 9150.00024 0.0136 0.003540.2004 140.5686.01 0.1749 10150.00023 0.0132

8、0.0037740.2137 155.5717.42 0.1882 11150.00021 0.0119 0.0039840.2256 170.5749.77 0.2001 12150.00019 0.0108 0.0041740.2363 185.5782.66 0.2108 13150.00018 0.0101 0.0043530.2465 200.5814.65 0.2210 14150.00016 0.0093 0.0045170.2557 215.5846.94 0.2302 解：间隔滤液量v=0.651000=0.00065m3 =0.0368 累积滤液量v=v1+v2=0.000

9、45+0.00065=0.0011 累积q=q1+q2=0.0255+0.0368=0.0623 累积时间=20.5+15=35.5s =407.60 q-q1=0.0623-0.0255=0.03687、 实验结果及讨论1、 将表中数据描点，根据直线的斜率和截距求出k和，并写出恒压过滤方程。 由图可知，直线的斜率和截距分别为6051.1和81.922，即=2304.4，=292.20s/m。得k=，=0.038。所以恒压过滤方程为：。2、 用最小二乘法求斜率和截距并求出k和，与图解求出的比较。答：设y=, = =2304.4； = y（平均)-x（平均)=292.20； k= 3、本实验如何洗涤滤饼？答：采用横穿洗涤法，洗涤液穿过两层滤布及整个厚度的滤饼，流径长度约为过滤终了时滤液流动路径的两倍，而洗涤液流通的面积又仅为过滤面积的一半。 4、本实验如何吹干滤饼？答：随着过滤时间的增加，被截留在滤纸上的杂质越来越多，使滤饼厚度不断增加，这样使过滤阻力变大，灌内气压升高，当气压升高到一定程度时需要排渣。停止向灌内输入待滤液并将压缩空气经溢流管吹入罐内，将罐内待滤液压入另一台过滤机或其他容器内，并吹干滤饼。 5、在本实验的装置上如何测定滤饼的压缩指数s和物料特性常数k？答：改变实验所用的过滤压差p，可测得不同的k值，由k的定义式