过滤实验20110327(至诚化工生工).ppt

1、化工原理实验,福州大学化工原理实验室 二一一年三月修订,过滤实验,一、实验目的意义 六、设备及操作要点 二、实验任务七、数据处理注意点 三、实验设计思路八、实验报告要求 四、过滤常数测定 九、方案设计要求 五、影响因素分析十、过滤相关图片,福州大学化工原理实验室,实验三过滤实验,过滤实验装置,一、实验的目与意义,目的：熟悉板框过滤机的典型流程；了解板框机内部的结构以及过滤操作步骤。掌握过滤常数的测定方法。最重要的是学会如何应用实验所取得的数据去解决实际问题。 意义：培养同学们综合应用知识的能力、分析和解决工程实际问题的能力、科学研究的能力。,二、实验任务,实验任务（1） 过滤常数 、 的测定,

2、实验任务（2） r0、s 的测定,实验任务（3） 过滤设备的选型,三、过滤设备的选型与设计思路,过滤设备的选型或设计的主要依据有三个方面： 物料的性能。 分离任务和要求。 特殊要求，如腐蚀性、易燃易爆等。 为使过滤机的选型、设计最为恰当，通常是用同一悬浮液在小型过滤实验设备中进行实验，以取得必要的过滤数据作为主要依据，然后从技术和经济两方面进行综合分析，确定过滤机的品种和型号。,选型与设计思路框图,板框压滤机的选型思路,工业板框压滤机的选型，牵设到设备的大小，因此必须知道过滤面积A。只有知道A，根据(1)式才能求得框的尺寸b和框数n，进行选型。那么要求出A，根据(2)式可知，需求q（V为已知）

3、。而要求q，根据(3)式可知，必须求出过滤常数K和qe(为已知)，因此将选型的问题归结为求过滤常数K和qe的问题。,（1）（2）（3）,表1 板框过滤机的型号与规格,四、过滤常数的测定,1、 的测定,根据恒压过滤方程,、的计算方法有两种：,两种计算方法对实验方法的要求是否一样？,如何测定 q和?,（1）,（2）,以方法（1）为例,（框的直径为0.128m）,在直角坐标纸上标绘对的关系，见下页图，所得直线斜率为 ，截距为，从而求出， 。,（因位置所限，表中单位略，原始数据V的单位为ml，单位为s。）,不同过滤压差下的关系图,（框的直径为0.128m）,（表中原始数据V的单位为ml，单位为s。）,

4、在直角坐标纸上标绘对的关系，所得直线斜率为 ，截距为，从而求出， 。,以方法（2）为例,上述的、是用某一物料在某一压力下测的，若实验时的压力或物料与生产任务不同，所测的、是否可用于生产计算？影响他们的因素有哪些？,根据式 可知，影响过滤常数 的因素有：, ： 改变则 也改变，要校正则需知道 ：与滤饼有关，物料一定则 一定。, ：与物料的种类和温度有关，它可根据温度进行校正。 ：与滤饼性质有关，物料一定则 一定。,五、过滤常数的影响因素分析,从以上分析可知：只有试验条件与工业生产条件相同时，才可直接用试验测定的结果，否则需校正。,也会随 而变，变化幅度大不大？能否取不同 下的 的平均值？,由于

5、与物料有关，所以实验的物料必须与工业生产相同， 可根据温度校正，但 必须使用工业生产的物料进行测定和计算。,影响因素分析,r0、s 的测定原理,问题,三个点求s等，误差如何？可否多测几点？ 是否会随 而变，变化幅度度多大？能否取不同 下 的平均值？你是否认为取与工业生产条件最靠近的那个压力下的 值更合理？我们实验所求得的 变化情况如何？你如何取 值，需说明理由。,C 的求取,C的定义为：如果获得单位体积滤液时，在过滤介质上被截留的滤饼体积为 C（m3滤渣/m3滤液），则得到的滤液为V 时，截留的滤渣体积为CV。,上述讨论都是按式(1)进行的，而有些教材使用的是式(2)，若使用式(2)，则在校正

6、过滤常数时，还需知道C。,（1）,（2）,C 的求取,悬浮液中含固量有两种表达方法： w 为质量分数（kg固体/kg悬浮液） 为体积分数（m3固体/m3悬浮液）,如何求C？有哪些计算方法？如何测定计算所需的参数？不同方法计算的结果是否有差别？如何求工业生产条件下的 C？请同学们制定出测定方法。,板框压滤机的选型,1.求 将经过换算成工业生产条件下的 、 代入求出 2.求A：根据式 求A。 3.选型：根据式 选型，n应取整数。 例：A18m2, 可选明流（或暗流）20m2，（取稍大一些）。若计算框数为22.3个，则取23个框，所选的型号有26个框，留3个备用。,例,4.求该过滤机的生产能力 本来

7、用22.3个框即可满足要求，现在用23个框，则过滤面积A实18m2,因此用23个框过滤时，能获得的滤液量V，此时V实？ A实2b2n n=23 生产能力：,六、板框过滤实验设备及操作要点,板框过滤机背面 旋涡泵 滤浆流动方向 滤浆槽,板框过滤部分 滤浆入口 滤液出口 压紧装置,滤浆桶,挡板 滤浆出口 电动搅拌机 滤浆回流管,挡板的作用是什么？,板框,框和滤布,实验操作要点（板框）,（1）打开搅拌器电源开关，启动电动搅拌器。将滤浆槽内浆液搅拌均匀。 （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。垫圈要放好，滤布要放平整。用压紧装置压紧后待用。 （3）启动旋涡泵，调节阀

8、门使压力表达到规定值。 （4）待压力表稳定后，打开过滤入口阀，过滤开始。当量筒内见到第一滴液体时按秒表计时。记录滤液每达到一定量时所用的时间。,建议每收集500ml滤液记录一次时间。有两种记录方法：方法一为累计收集的滤液量和所需的时间；方法二为记录每收集500ml所需的时间。要测到满框为止。（满框的数据很重要，为什么？）,实验操作要点,方法一方法二,（5）测定完所需的数据后，停止计时，并立即关闭入口阀。 （6）调节阀门使压力表指示值下降。开启压紧装置，卸下过滤框内的滤饼并放回滤浆槽内。用计量桶内的滤液将滤布清洗干净，并将滤液倒回槽内，以保证滤浆浓度恒定。 （7）实验结束时要对滤浆进出口管和泵进

9、行冲洗。,实验操作要点,七、数据处理注意点,1、过滤面积应为框面积的两倍。 2、要注意公式的定义、单位和单位换算。 3、求孔隙率也可采用计算法，以第二个压力的数值为例，先求出满框时的值 再根据求,为什么L不用框厚0.018m，而是用框厚的一半0.009m？,八、实验报告要求,实验报告内容应包括如下几个方面： 一实验设计思路 要求设计思路清晰，用公式和文字说明。 二实验方案 1、实验流程及其所需的仪器、仪表等 2、实验操作条件：如操作压力、温度、悬浮液的种类和浓度等。 3、取样点、取样方法等 4、原始数据记录表：应列出所有被测参数及其单位。,三实验数据处理 应有计算方法（示例）、图、表等，为便于

10、比较，结果应尽量用表格形式。每一过程均要有小标题， 例如 1、 过滤常数的计算 要说明以某一压力的数据为例（例如以实验为例） 2、 的 3、 ,实验报告要求,四实验结果与讨论 1、 板框压滤机选型的结果。 2、 对实验中出现的现象、计算过程中出现的问题等进行讨论。计算中的问题包括 等的取值和影响因素。,实验报告要求,九、实验方案设计格式,实验名称： 过滤实验 实验小组成员： 方案设计时间： 一.实验方案设计思路 二.实验所需仪器、设备 三.实验应测试的参数,四.实验步骤 五.实验注意事项,要测哪些参数，为什么？（用公式表达）,原始数据记录表（应包括符号和单位）,每组一份，在实验前交给实验指导教

11、师。 无实验方案的小组将不能参加实验。,实验设计方案,用A4复印纸书写。 纸张左侧留2cm装订位置。,实例 啤酒生产工艺简介,啤酒生产工艺简介,沉降只能达到一定程度的澄清，要清澈透明，需使用过滤或离心分离等机械方法。过滤不仅可使啤酒外观富有吸收力（晶莹透亮的水光使饮用者在享受啤酒美味的同时，还可以得到视觉的享受），而且可大大改善啤酒的生物稳定性和非生物稳定性。也即滤洒是啤酒厂能够控制啤酒风味稳定性和保质期的重要工序，因此选择合适的过滤方法至关重要。 对过滤的要求是产量大，酒和CO2损失少，不吸氧，不污染，不影响酒的风味。目前多采用硅藻土滤酒。,啤酒以大麦芽为主要原料，加酒花，经酵母发酵酿制而成。其生产工艺流程如下：,原料 制麦汁发酵滤酒灌装灭（除）菌成品包装。目前国际上通用的生产工艺就是采用一次煮出糖化，回旋分离器澄清，薄板一次冷却，露天大罐发酵，硅藻土滤酒，抽真空背压（二氧化碳或氮气）灌装等先进技术。,啤酒生产工艺简介,啤酒中的主要悬浮液有：酵母细胞、冷凝固性蛋白、酒花树脂和复合物质。,自制真空过滤设备简介,滤浆槽；吸滤头；滤液计量筒； 缓冲罐；循环水泵；电加热棒,过滤设备图自来水厂污泥脱水,工业污泥脱水,