实验：过滤常数的测定

PAGE14-过滤常数的测定一.实验目的1、了解板框过滤机的结构、流程及操作方法。 2、测取不同过滤压力（范围0.05--0.2MPa）下恒压过滤常数、单位过滤面积当量过滤量、当量过滤时间3、测取滤饼的压缩性指数s和物料常数。4、测定～关系并绘制不同压力下的～关系曲线。5、测定lg△P-lgK关系并在双对数坐标下绘制不同压力下的lg△P-lgK关系曲线。二．实验原理过滤是利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质（滤布和滤渣），使悬浮液中的固体、液体得到分离的单元操作。过滤操作本质上是流体通过固体颗粒床层的流动，所不同的是，该固体颗粒床层的厚度随着过滤过程的进行不断增加。过滤操作分为恒压过滤和恒速过滤。当恒压操作时，过滤介质两侧的压差维持不变，单位时间通过过滤介质的滤液量不断下降；当恒速操作时，即保持过滤速度不变。过滤速率基本方程的一般形式为(1)一般情况下，s=0～1，对于不可压缩滤饼，s=0。在恒压过滤时，对（1）式积分可得：q＋qe)2＝K(＋e)(2)将(2)式微分得:(3)此为直线方程，于普通坐标系上标绘对的关系，所得直线斜率为:，截距为，从而求出，K，qee由下式得:q2e＝Ke(4)当各数据点的时间间隔不大时，可以用增量之比来代替即:与作图。另过滤常数的定义式:2k△p1-s(5)两边取对数:lgK＝(1-s)lg(△p)＋lg(2k)(6)因s＝常数，k＝＝常数，故K与△P的关系，在双对数坐标上标绘是一条直线。直线的斜率1-S，由此可计算出压缩性指数S，读取△P-K直线上任一点处的K，△p数据一起代入(5)式计算物料特性常数k。三.实验设备装置图、特点及主要技术数据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─板框过滤机;9─压紧装置;10─滤浆槽;12─旋涡泵；13-计量桶实验装置由规格为160×180×11（mm）过滤板、工业用滤布、过滤框组成的过滤面积为0.0475m2板框过滤机旁设有滤浆槽。滤浆槽滤浆通过搅拌器搅拌，搅拌器型号为KDZ-1、功率为160w、转速为3200转/分，滤浆由旋涡泵及调节阀调节流量，经机前压力表打入板框过滤机，滤液由计量桶计量，计量桶规格为长327mm、宽286mm。如图所示，滤浆槽内配有一定浓度的轻质碳酸钙悬浮液（浓度在2-4%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。滤液在计量桶内计量。过滤、洗涤管路如图所示：四.实验设备特点及主要技术数据特点：1.该实验设备由过滤板、过滤框组成的小型工业用板框过滤机，实验设备简单，操作方便。2.可测定过滤常数:K，qe，θe及s，k。3.实验数据稳定、可靠，重现性好。4.过滤压力范围（0.05--0.2MPa）。主要技术参数：1.旋涡泵:转速:2900转/分2.搅拌器:型号:KDZ-1;功率:160w转速:3200转/分;3.过滤板:规格:160*180*11（mm）。4.滤布：型号工业用；过滤面积0.0475m2。5.计量桶：长275mm、宽325mm。五.实验步骤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处于全开、阀4、6、11处于全关状态。启动旋涡泵12，调节阀门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时所用的时间。当计量桶13读数为160mm时停止计时，并立即关闭入口阀6。5、打开阀门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，从（2）开始重复上述实验。7、每组实验结束后应用洗水管路对滤饼进行洗涤，测定洗涤时间和洗水量。8、实验结束时阀门11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。六.实验数据表数据表实例：七.实验注意事项1、过滤板与框之间的密封垫应注意放正，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。八.思考题预习思考题：1、影响过滤速率的因素有哪些？2、滤浆浓度和过滤压强对有何影响？3、过滤压强增加1倍后，得到同样滤液量所需的时间是否也减少一半？实验报告思考题：4、为什么过滤开始时，滤液常有一点混浊，过一段时间才澄清？5、实验数据中第一点有无偏低或偏高现象？怎样解释？如何对待第一点数据？6、取大些好还是取小些好？同一实验，不同，所得出的、会不会不同？作直线求和时，直