板框过滤实验报告

1、实验五过滤实验1实验目的1.1 了解板框过滤机的构造、流程和操作方法。1.2 测定某一压力下过滤分内工程中的过滤常熟K、qe、T e值，增进对过滤理论的理解。1.3 测定洗涤速率与最终过滤速率间的关系。2实验原理2.1 过滤是以某种多孔物质为介质，在外力的作用下，使悬浮液中的连续相液体通过介质的孔道，分散相固体颗粒被截留在介质上，从而实现固/液分离的操作。液体通过过滤介质和滤饼空隙的流动是流体经过固定床流动的一种具体情况，但过滤操作中的床层厚度不断增加，在一定压差下，滤液通过床层的速率随过滤时间的延长而减小，即过滤操作不属于定态过程。在恒压过滤时，由于滤饼的增厚， 过滤速率将随过滤时间的增加而

2、降低。对滤饼的洗涤过程，由于滤饼厚度不再增加，压差与速率的关系与固定床相同。恒压过滤方程：Ve 2KA2即虚拟滤液体积，m3V:在时间内获得的滤液量，m3Ve：形成滤布阻力的一层滤渣时得到的滤液量,A :过滤面积，m2K :过滤常数，m2 /s:过滤时间，se:相当于得到滤液 Ve的过滤时间，s2上式两边除以A得2q qe K e,m 3 / m量滤液量，m3/m2q-,单位过滤面积的滤液量Aqe，单位过滤面积上的当A2.2 测定 K、qe、T e：测与一系列的At'A q值，然后以At /q为纵坐标，以q为横坐标作图，即可以22得到一条斜率为，截距为 q的直线，则可以算出 K、qe的

3、值；再以q=0, t =0代入式子KKq qe 2 K e，便可以求出t e2.3 测定洗涤速率与最终过滤速率dV洗涤速率：VwwVw :洗液量,:洗涤时间,最终过滤速率：dVKA2K丁 e 2 V Ve2 q qeV:整个过滤时间内所得的滤液总量， m3q :整个过滤时间内通过单位过滤面积所得的滤液总量，m3/m21空气压缩机；2 配浆槽；3压力表；4贮浆罐；5洗水罐；6 板框压滤机；7计 量桶；8压缩空气进气阀；9空气过滤减压阀；10进浆阀；11、12 压缩空气进口阀；13进水阀；14安全阀；15 洗水进口阀；16滤浆进口阀；17 滤液出口阀；18 滤浆 出口阀4实验步骤4.1 将碳酸镁在

4、储浆槽中加水配制成5.3 %的悬浮液作滤浆，并在启动空压机前不停地搅拌，防止固体沉淀；4.2 按板、框的钮数为 1 2-3 2- 1 2 3 2- 1的顺序排列号板框过滤机。将滤布复 在2号板框两侧，使其表面平整，然后用压紧螺杆压紧板和框；4.3 启动空气压缩机，第一次控制压力在0.06MPa;4.4 将计量筒放置在滤液出口出，记录液面的初始读数，准备好秒表；4.5 关闭洗水阀，打开滤液出口阀，开启滤浆进口旋塞，当有滤液连续流出时开始记录时间，计量筒中液面每上升 3cm记录一次时间。记录时两人用秒表同时间隔记录；4.6 当流出的滤液呈细线状流出时，则过滤已完毕，停止计时，关闭进口旋塞；4.7

5、关闭进水阀，滤液出口阀，开洗水进口阀进行洗涤。洗水从滤液出口处流出时开始计 时，每上升3cm记录一次时间，记录两组数据即可。4.8 洗涤完毕后，关闭洗水进口阀等阀门，清洗滤布，重新安装，调节压力在0.16MPa,按上述操作再进行另一次实验。5数据处理过滤机类型：板框过滤机滤框个数：8滤布种类：帆布滤框尺寸：170 x 170mm2过滤总面积S= 0.191m滤浆名称：碳酸镁悬浮液5.1%温度：26.2摄氏度表1 0.08MPa实验原始数据记录表过滤压 力20.08 (MPa)表压A =0.191m序号艺 h(mm) h(mm)艺 V(m3) V(m3) t(s)q(m3/m 2)13030 J

6、0.00070.0006754.81：0.00353403260300.00140.00067560.00706806390300.00200.00067580.010602094120300.00270.00067511.47 0.014136135150300.00340.00067512.590.01767016618030 |0.00410.00067515 0.021204197210300.00470.00067516.030.024738228240300.00540.00067517.840.02827225927030 0.00610.00067517.970.0318062

7、81030030 J0.00680.00067519.72 10.0353403111330300.00740.00067521.290.0388743512360300.00810.00067524.210.0424083813390300.00880.00067527.090.0459424114420300.00950.00067527.340.0494764415450300.01010.00067530.780.0530104716480300.01080.00067533.130.056544517510300.01150.00067536.720.0600785318540300

8、.01220.00067539.350.0636125719570300.01280.00067543.820.067146620600300.01350.00067549.940.07068063序号洗水里（ml）洗涤时间（s）1 67562.462 67588.56表20.16MPa的实验原始数据记录表过滤压力0.16(MPa)（表压）A =0.191m2序号艺 h(mm) h(mm)艺 V(m3) V(m3)q(m3/m2)t (S)130300.00070.0006750.0035340316.15260300.00140.0006750.0070680636.66390300.002

9、00.0006750.0106020947.814120300.00270.0006750.0141361267.135150300.00340.0006750.0176701578.286180300.00410.0006750.0212041888.347210300.00470.0006750.0247382214.038240300.00540.0006750.9270300.00610.000675 10.2210300300.00680.0006750.6811330300.00740.0006750.7212360300.00810.000675 d0.2513390300.00

10、880.0006750.5614420300.00950.0006750.0494764417.4315450300.01010.000675 10.5616480300.01080.0006750.6617510300.01150.0006750.9118540300.01220.000675 ”0.4719570300.01280.0006750.5320600300.01350.0006750.6921630300.01420.000675 10.07421466P 29.0922660300.01490.0006750.75洗水量(ml)洗涤时间(s)67584.3567596.03表

11、3数据整理表0.08(MPa)表压0.16(MPa)q(m3/m2)32 q(m-/m ) t / q(s/m)q(m3/m2) q(m/m 2) t / q(s/m)0.003534030.61.0518520.0035340310.40.2222220.007068060.97.7777780.0070680630.84.5333330.010602090.63.7037040.0106020940.09.9407410.014136130.45.5851850.0141361260.17.5259260.017670160.62.5037040.0176701570.42.9333330

12、.021204190.44.4444440.0212041880.59.9111110.024738220.35.8962960.024738220.69.970370.028272250.48.0592590.0282722510.12.5925930.031806280.84.8444440.0318062830.06.6962960.035340310.80.029630.0353403140.53.8962960.038874350.24.2814810.0388743460.48.1777780.042408380.50.5333330.0424083770.81.1111110.0

13、45942410.65.4666670.0459424080.51.7925930.049476440.36.2074070.049476440.32.0444440.053010470.09.60.0530104710.17.7185190.05654450.74.5629630.0565445030.28.9777780.060078530.390.40.0600785340.16.7555560.063612570.134.59259(（注意：表中的点已经经过筛选；其中0.08MPa删去最后两点，0.16MPa删去最后5点）ts/mq (m3/m2)图2 0.08MPa下过滤 q图qq

14、(m3/m2)图30.16MPa下过滤V = h ?1502 /10000003015 15/100000.675 LV 0.675/10000.1910.0035340 m3/ m2在0.08MPa的实验中 q4.800.00353401358 .234295 s/m在0.08 MPa的 q图直线方程为q653.22153481qedV2/1534811.3030910 5 m2截距2qeK/sK /2653.22/1534814.26 10 m3/m2(4.2610-3)21.30309KA2qqe10-5139S1.3030910 50.191T 1.660520.070684.26 1

15、010 5dV6.7510-462.466.75 10) /29.2171088.56dVWdV9.21710 61.6600510 50.555表3数据计算结果表过滤压力0.08MPa0.16MPaK(m2/s)1.30309 x 10-52.392 x 10-5qe(m3/m2)34.26X 10-0.01426T e(s)1.398.501dVd e1.6605 x 10-52.484 x 10-5dVd w9.271 x 10-67.516X 10-6dV d W0.5550.3026dV d e计算过程举例：6结果讨论(1) 从表1、图2的数据可以看出，在同一压力的恒压过滤中，得到相

16、同滤液 量的时间间隔随过滤的进行而不断增加；又从表 2、图3数据中得出，同一压力 下，At / q随过滤时间的增加而增大。表明了过滤速度 dq/d t随过滤时间的 增加而降低。这是由于在恒压过滤过程中，由于过滤压力和过滤介质阻力都不变， 影响过滤速度的主要因素是滤饼阻力。滤饼会随着过滤的进行而增厚，从而使滤 饼阻力的不断增加，最终导致了过滤速度随过滤时间的降低。(2) 从表1、表2的数据可以得出，不同的过滤压力下，得到同体积滤液量的过滤时间不相同，而且，过滤压力较大其过滤相同滤液量的时间较小，也就是其过滤速率较大。从图2和图3的比较中也可以发现，图3直线的倾斜要比图2 直线的倾斜度要小。表明了

17、过滤速率随过滤推动力的增加而增加。过滤推动力是 影响过滤速率的因素之一。两次实验的过滤介质均为碳酸镁悬浮液， 单位厚度滤 饼层的阻力可以看作为恒定，两次实验滤饼阻力的增加速率可以看作相等，即两 次实验只改变了过滤压力这一因素。所以得出过滤压力越大，过滤速率也会越大。(3) 但是在数据计算表中，0.08MPa的洗涤速度大于0.16MPa的洗涤速度， 与理论有所不同，造成这样的原因可能是在实验测量的时候，压力不能保持在误 差的范围之内，即在实验的过程中，压力摆动太大，而造成引入过大的误差，这 样使得所得的数据有明显的波动性，以及会出现不符合实际的结果。虽然在处理数据的时候已经将部分偏离太大的点除去

18、，但仍然造成对实验的结果以及讨论的影响。(4) 从表3数据可知，两次实验所测得的洗涤速率和最终过滤速率的比值分别 为0.555和0.3026。理论上，当洗涤时与过滤时的压力相同时，洗涤速率应为 最终过滤速率的1/4，所以本实验所得数据存在较大误差。误差分别为 54.95% 以及17.38% 主要原因是实验过程中由于在后面所得的数据已经开始不在线性 范围之内，而处理数据的时候并没有很精细地将这些点排除，从而导致所得的数 据误差很大， 当然误差原因还可能有另外两方面：人为操作不当。除讨论(3) 提到的操作不当之外，还有在板框安装时，滤布没有扯平，板框没有压紧，而且 操作时对过滤终了时间的判定也有一定的难度；仪器本身缺陷。板框过滤机的 其中一个缺点便是滤饼洗涤慢、不均匀，这将会影响洗涤速率的计算结果。另外,滤布磨损严重也是一个重要的原因7思考题(1) 影响过滤速率的因素有哪些?答：影响过滤速率的因素有:过滤推动力、过滤阻力过滤速率与两者的关系为:21 sdV = A p 厂 _ r (VVJ32，由此可得，影响过滤的因素有sa 1A过滤面积s压缩指数a比表面积v单位滤液所得