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1、化工原理恒压过滤常数测定实验报告计划恒压过滤常数测定实验一、实验目的1. 熟习板框压滤机的结构和操作方法。2. 经过恒压过滤实验，考证过滤基本理论。3.学会测定过滤常数K、q、及压缩性指数s的方法。e e4. 认识过滤压力对过滤速率的影响。二、基来源理过滤是以某种多孔物质为介质来办理悬浮液以达到固、液分别的一种操作过程，即在外力的作用下，悬浮液中的液体经过固体颗粒层（即滤渣层）及多孔介质的孔道而固体颗粒被截留下来形成滤渣层，进而实现固、液分别。所以，过滤操作实质上是流体经过固体颗粒层的流动，而这个固体颗粒层（滤渣层）的厚度随着过滤的进行而不停增添，故在恒压过滤操作中，过滤速度不停降低。过滤速度
2、u定义为单位时间单位过滤面积经过过滤介质的滤液量。影响过滤速度的主要要素除过滤推进力（压强差）p，滤饼厚度L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。过滤时滤液流过滤渣和过滤介质的流动过程基本上处在层流流动围，所以，可利用流体经过固定床压降的简化模型，追求滤液量与时间的关系，可得过滤速度计算式：（1）式中：u过滤速度，m/s；3V经过过滤介质的滤液量，m；2A过滤面积，m；过滤时间，s；32q经过单位面积过滤介质的滤液量，m/m；p过滤压力（表压）pa；s滤渣压缩性系数；滤液的粘度，Pa.s；2r滤渣比阻，1/m；C单位滤液体积的滤渣体积，33m/m；Ve过滤介质的当量滤液体积
3、，3m；r滤渣比阻，m/kg；C单位滤液体积的滤渣质量，3kg/m。关于必定的悬浮液，在恒平和恒压下过滤时，、r、C和p都恒定，为此令：（2）/于是式（1）可改写为：（3）式中：K过滤常数，由物料特征及过滤压差所决定，m2/s将式（3）分别变量积分，整理得：（4）即V2e2（5）+2VV=KA将式（4）的积分极限改为从0到和从0到积分，则：Vee22（6）V=KA将式（5）和式（6）相加，可得：2(V+Ve)dv=KA2(+e)(7)式中：虚构过滤时间，相当于滤出滤液量Ve所需时间，s。e再将式（7）微分，得：e2（8）2(V+V)dv=KAd将式（8）写成差分形式，则（9）32式中：q每次测
4、定的单位过滤面积滤液体积（在实验中一般等量分派），m/m；每次测定的滤液体积所对应的时间，s；32相邻二个q值的均匀值，m/m。以/q为纵坐标，为横坐标将式（9）标绘成向来线，可得该直线的斜率和截距，斜率：S=截距：I=qe则，K=,m2/s改变过滤压差P，可测得不一样的K值，由K的定义式（2）两边取对数得：(10)在实验压差围，若B为常数，则lgKlg(p)的关系在直角坐标上应是一条直线，斜率为(1-s)，可得滤饼压缩性指数s。三、实验装置与流程本实验装置由空压机、配料槽、压力料槽、板框过滤机等构成，其流程表示如图1。图1板框压滤机过滤流程1空气压缩机；2压力灌；3安全阀；4，5压力表；6清
5、水罐；7滤框；8滤板；9手轮；10通孔切换阀；11调压阀；12量筒；13配料罐；14地沟MgCO的悬浮液在配料桶配制必定浓度后，利用压差送入压力料槽中，用压缩空气加以搅拌使MgCO不致沉33降，同时利用压缩空气的压力将滤浆送入板框压滤机过滤，滤液流入量筒计量，压缩空气从压力料槽上排空管中排出。2板框压滤机的结构尺寸：框厚度20mm，每个框过滤面积0.0177m，框数2个。3空气压缩机规格型号：风量0.06m/min，最大气压0.8Mpa。四、实验步骤1实验准备（1）配料：在配料罐配制含MgCO1030（wt.%）的水悬浮液，3（2）搅拌：开启空压机，将压缩空气通入配料罐（空压机的出口小球阀保持
6、半开，进入配料罐的两个阀门保持适合开度），使MgCO悬浮液搅拌均匀。搅拌时，应将配料罐的顶盖合上。3（3）设定压力：分别翻开进压力灌的三路阀门，空压机过来的压缩空气经各定值调理阀分别设定为0.1MPa、0.2MPa和0.25MPa（出厂已设定，实验时不需要再调压。若欲作0.25MPa以上压力过滤，需调理压力罐安全阀）。设定定值调理阀时，压力灌泄压阀可略开。（4）装板框：正确装好滤板、滤框及滤布。滤布使用前用水浸润，滤布要绷紧，不可以起皱。滤布紧贴滤板，密封垫贴紧滤布。（注意：用螺旋压紧时，千万不要把手指压伤，先慢慢转着手轮使板框合上，而后再压紧）。（ 5）灌清水：向清水罐通入自来水，液面达视镜
7、2/3高度左右。灌清水时，应将安全阀处的泄压阀翻开。（ 6）灌料：在压力罐泄压阀翻开的状况下，翻开配料罐和压力罐间的进料阀门，使料浆自动由配料桶流入压力罐至其视镜1/22/3处，封闭进料阀门。2过滤过程（1）鼓泡：通压缩空气至压力罐，使容器料浆不停搅拌。压力料槽的排气阀应不停排气，但又不可以喷浆。（2）过滤：将中间双面板下通孔切换阀开到通孔通路状态。翻开进板框前料液入口的两个阀门，翻开出板框后清液出口球阀。此时，压力表指示过滤压力，清液出口流出滤液。（3）每次实验应在滤液从聚集管刚流出的时候作为开始时辰，每次V取800ml左右。记录相应的过滤时间。每个压力下，丈量810个读数即可停止实验。若欲
8、获得干而厚的滤饼，则应每个压力下做到没有清液流出为止。量筒互换接滤液时不要流失滤液，等量筒滤液静止后读出V值。（注意：V约800ml时替代量筒，这时量筒滤液量并不是正好800ml。要预先熟习量筒刻度，不要打坏量筒），别的，要娴熟双秒表轮番读数的方法。（ 4）一个压力下的实验达成后，先翻开泄压阀使压力罐泄压。卸掉滤框、滤板、滤布进行冲洗，冲洗时滤布不要折。每次滤液及滤饼均采集在小桶，滤饼弄细后从头倒入料浆桶搅拌配料，进入下一个压力实验。注意若清水罐水不足，可增补必定水源，补水时仍应翻开该罐的泄压阀。3冲洗过程（ 1）封闭板框过滤的出入阀门。将中间双面板下通孔切换阀开到通孔封闭状态（阀门手柄与滤板
9、平行为过滤状态，垂直为冲洗状态）。（ 2）翻开冲洗液进入板框的出入阀门（板框前两个入口阀，板框后一个出口阀）。此时，压力表指示清洗压力，清液出口流出冲洗液。冲洗液速度比同压力下过滤速度小好多。（ 3）冲洗液流动约1min，可察看浑浊变化判断结束。一般物料可不进行冲洗过程。结束冲洗过程，也是封闭冲洗液出入板框的阀门，封闭定值调理阀后进气阀门。4实验结束（ 1）先封闭空压机出口球阀,封闭空压机电源。（ 2）翻开安全阀处泄压阀，使压力罐和清水罐泄压。（ 3）卸掉滤框、滤板、滤布进行冲洗，冲洗时滤布不要折。（ 4）将压力罐物料反压到配料罐备下次使用，或将该二罐物料直接排空后用清水冲刷。五、数据办理1.
10、 实验记录2过滤面积A0.01772=0.0254m表1压差为0.1GPa下的过滤数据试验/sV/q/q(均匀值)n次数10-6m3q1747800.0220338983358.4615380.214689270.10734462906100.0172316385222.950820.2319209080.2233050893834200.0118644076995.7142860.2437853150.2378531124553200.0090395486084.3750.2528248630.2483050895362000.00564971863720.2584745810.255649
11、7226321500.00423728875520.2627118690.260593225721950.0026836167825.2631580.2653954850.2640536778221000.00282485977880.2682203430.266807914920900.0025423737866.6666670.2707627160.26949153表2表1压差为0.2GPa下的过滤数据试验/sV/q/qqn(均匀值)次数-6310m1287850.0221751411262.6751590.0221751410.01108752316300.017796611741.90
12、47620.0399717510.0310734463264400.0124293792091.8181820.052401130.046186444263500.0098870062629.7142860.0622881350.0573446335202600.0073446332723.0769230.0696327680.0659604526192300.0064971752924.3478260.0761299430.0728813567141800.0050847462753.3333330.0812146890.0786723168242600.0073446333267.6923080.0885593220.0848870
