過(guò)濾常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)(九江學(xué)院,板框過(guò)濾)

1、過(guò)濾常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)（九江學(xué)院'板框過(guò)濾）實(shí)驗(yàn)11過(guò)濾常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)過(guò)濾是分離非均相混合物的方法之一。通過(guò)過(guò)濾操作，可將懸浮液中 的固、液兩相加以分離，固體顆粒被過(guò)濾介質(zhì)截留，形成濾餅；濾液穿過(guò) 濾餅流出，從而將固相與液相分離。過(guò)濾的分類有多種方法：從推動(dòng)力形式可分為恒壓過(guò)濾和恒速過(guò)濾; 從操作連續(xù)性可分為間歇過(guò)濾和連續(xù)過(guò)濾。而過(guò)濾設(shè)備的設(shè)計(jì)及選型取決 于處理物料的工藝要求、物性及流量等條件。過(guò)濾操作的分離效果，除與過(guò)濾設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)外，還與過(guò)濾物 料的特性、操作時(shí)壓力差以及過(guò)濾介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。為了對(duì)過(guò)濾操作過(guò)程 及過(guò)濾設(shè)備進(jìn)行分析及設(shè)計(jì)計(jì)算，首先應(yīng)給定待處理物料的物性參數(shù)，選 擇適宜的

2、操作條件，然后再測(cè)定該過(guò)程的過(guò)濾常數(shù)。本實(shí)驗(yàn)裝置主要測(cè)定給定物料在一定操作條件和過(guò)濾介質(zhì)吋的過(guò)濾 常數(shù)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉板框過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)及過(guò)濾的工藝流程；2. 掌握板框過(guò)濾機(jī)的操作及調(diào)節(jié)方法；3測(cè)定恒定壓力下，過(guò)濾方程中過(guò)濾常數(shù)k、qe、。e.的測(cè)定?；?原理過(guò)濾操作是在一定壓力作用下，使含有固體顆粒的懸浮液通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，固體顆粒被介質(zhì)截留形成濾餅，而使液固兩相分離。過(guò)濾介質(zhì)通常采用多孔的紡織品、絲網(wǎng)或其他多孔材料，如帆布(本實(shí)驗(yàn)中采 用)、毛氈或金屬絲織成的金屬網(wǎng)、多孔陶瓷等。過(guò)濾操作通常分為恒壓過(guò)濾和恒速過(guò)濾。在過(guò)濾過(guò)程中，由于固體顆 粒不斷被截留在介質(zhì)表面上，濾餅厚度增加，液體流過(guò)固體

3、顆粒之間的孔 道加長(zhǎng)，而使流動(dòng)阻力增大，故在恒壓過(guò)濾時(shí)，過(guò)濾速率隨時(shí)間逐漸下降。 如果要維持過(guò)濾速率不變，就必須不斷提高濾餅兩側(cè)的壓力差，此過(guò)程稱 為恒速過(guò)濾。恒速過(guò)濾階段很短，本實(shí)驗(yàn)僅研究恒壓過(guò)濾。恒壓過(guò)濾方程：(v十ve)2=ka2 (。十0 e) (1)式中v在。時(shí)間內(nèi)得到的累積濾液體積，m3;0過(guò)濾時(shí)間，s;ve 獲得與濾布阻力相當(dāng)?shù)臑V餅厚度所得的濾液量，m3; oe-得到 當(dāng)量濾液體積ve相對(duì)應(yīng)的過(guò)濾時(shí)間,s;a 過(guò)濾面積，m2;k 一過(guò)濾常數(shù)，m2/s；包含物料特性常數(shù)k和操作壓力a p參數(shù)，表 示為(2)式中ap 濾餅兩側(cè)壓力差，pa;s 一濾餅壓縮指數(shù)；k 一表征過(guò)濾物料特性的

4、常數(shù)，m4/(s - n),對(duì)一定的懸浮液是常數(shù)；u濾液粘度，pa s;ro單位壓力差下濾餅的比阻，l/m2;v 一過(guò)濾單位體積濾液時(shí)生成的濾餅體積，m3/m3。以單位過(guò)濾面積表示的恒壓過(guò)濾方程為(q十qe)2=k( 9十。e)式中: q 在0時(shí)間內(nèi)，單位過(guò)濾面積獲得的濾液量，m3/ m2; qe 一單位過(guò)濾 血積上過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積，m3/m2o為了便于測(cè)定過(guò)濾常數(shù)k、 qe、9 e,將上式微分并整理得2(q十qe)dq=kd 9d?22?q?qedqkk (3)?22?q?qek (4)將上式左側(cè)的導(dǎo)數(shù)用差分代替，則成為?qk上式為一直線方程。在恒壓過(guò)濾的條件下，測(cè)定出不同的過(guò)濾時(shí)間。

5、和濾液累計(jì)量q的數(shù)據(jù)，然后算出每個(gè)時(shí)間區(qū)間內(nèi)(a 0 = 0 i+1- 9 i)t得的 濾液量(a qi二qi+1 qi),并計(jì)算相應(yīng)的近似數(shù)值(a &/aq)i,在普通坐標(biāo)紙 上以(ao/aq)i為縱坐標(biāo)，用(取兩次測(cè)定q的平均值，即二(qi十qi+l)/2) 為橫坐標(biāo)作圖，可以得到一條直線，由此直線的斜率及截距確定2/k及 2qe/k的值，由此求得k、qe,并通過(guò)下式求出0 e： 9 e =qe2/k實(shí)驗(yàn)裝置與流程(一) 主要部件濾漿槽罐體容積約50升，底部坐在架體上，罐內(nèi)的攪拌葉直接由上端電機(jī)帶動(dòng)。配制懸浮液時(shí)，把槽底1/2球閥關(guān)閉，然后加入自來(lái)水再按比例加入粉末(如mgco3、

6、caco3),加以攪拌，使之與水完全混 合，不存在塊狀固體為止。2. 板框過(guò)濾機(jī)本機(jī)有11塊板，板框的兩個(gè)角端均開(kāi)有?19的孔，在板框裝合并壓緊后即構(gòu)成供濾液、濾漿流通的孔道，框的兩側(cè)覆以濾布，空框與濾布圍成 了容納濾漿及濾渣的空間。過(guò)濾面積為a=2nn （0.125/2） 2 =0.0123m23 計(jì)量筒用不銹鋼板焊成筒體，設(shè)有水位計(jì)顯示水位，使用時(shí)用戶要自行標(biāo)出 計(jì)量筒的容積參數(shù)或換算成容積刻度。（二）、裝置流程圖11.1恒壓過(guò)濾實(shí)驗(yàn)流程示意圖1調(diào)速器2電動(dòng)攪拌器3、15截止閥4、6、10> 12> 13、16 球閥5、7壓力表8板框過(guò)濾機(jī)9壓緊裝置11-1+量桶14一旋渦 泵

7、27濾漿槽如圖口1所示，濾漿槽內(nèi)配有一定濃度的懸浮液，用電動(dòng)攪拌器進(jìn)行 均勻攪拌。啟動(dòng)旋渦泵，將懸浮液送入板框過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，調(diào)節(jié)閥門(mén)3 使壓力表5指示在規(guī)定值。濾液在計(jì)量桶內(nèi)計(jì)量。洗滌水同樣用泵從濾漿槽送至板框過(guò)濾機(jī)進(jìn)行洗滌，通過(guò)過(guò)程的流程見(jiàn)圖 11.20圖11.3為過(guò)濾機(jī)固定頭管路分布示意圖。圖11.4為實(shí)際裝置圖。圖11.4實(shí)際裝置（三）、設(shè)備的主要技術(shù)數(shù)據(jù)1. 旋渦泵：型號(hào):y80-22. 攪拌器：型號(hào)：kd乙1 ；功率:160w ；轉(zhuǎn)速:3200轉(zhuǎn)/分；3. 過(guò)濾面積：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。4. 濾布型號(hào)：工業(yè)用。5. 過(guò)濾壓力范圍為0.05-0.2mpa6. 計(jì)量桶：第一套：長(zhǎng)285mm,寬3

8、30mm第二套：長(zhǎng)280mm,寬 329mm實(shí)驗(yàn)操作步驟實(shí)驗(yàn)前將固體粉末在濾漿槽內(nèi)配制成一定濃度的懸浮液，建議濃度配成35% （重量比）。1. 系統(tǒng)接上電源，打開(kāi)攪拌器電源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)電動(dòng)攪拌器2。將濾液槽17內(nèi)漿液攪拌均勻。2. 板框過(guò)濾機(jī)板、框排列順序?yàn)椋汗潭^一板一框一板一框一板一 可動(dòng)頭。用壓緊裝置壓緊后待用。3. 使閥門(mén)3、10、15處于全開(kāi)、其它閥門(mén)處于全關(guān)狀態(tài)。啟動(dòng)旋渦 泵14,調(diào)節(jié)閥門(mén)3使壓力表5達(dá)到規(guī)定值。4待壓力表5穩(wěn)定后，打開(kāi)過(guò)濾入口閥6,過(guò)濾開(kāi)始。當(dāng)計(jì)量桶口 內(nèi)見(jiàn)到第一滴液體時(shí)按秒表計(jì)吋。記錄濾液每達(dá)到一定量時(shí)所用的吋間。 當(dāng)測(cè)定完所需的數(shù)據(jù)，停止計(jì)時(shí)，并立即關(guān)閉入口閥6

9、。5調(diào)節(jié)閥門(mén)3使壓力表5指示值下降。開(kāi)啟壓緊裝置卸下過(guò)濾框內(nèi) 的濾餅并放回濾漿槽內(nèi)，將濾布清洗干凈。放出計(jì)量桶內(nèi)的濾液并倒回槽 內(nèi)，以保證濾漿濃度恒定。6. 改變壓力或其它條件，從第3步開(kāi)始重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。7. 若需測(cè)定洗滌時(shí)間和洗水量，則每組實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)用洗水管路對(duì) 濾餅進(jìn)行洗滌。洗滌流程見(jiàn)圖2。8. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)關(guān)閉閥門(mén)3和15,閥門(mén)16接上自來(lái)水、閥門(mén)13接通 下水，對(duì)泵進(jìn)行沖洗。關(guān)閉閥門(mén)13,閥門(mén)4接通下水，閥門(mén)6打開(kāi)，對(duì)濾 漿進(jìn)出口管進(jìn)行沖洗。數(shù)據(jù)記錄和處理報(bào)告書(shū)中寫(xiě)明前所述各項(xiàng)，并附如下數(shù)據(jù)處理圖表及計(jì)算方法過(guò)程。做圖得a ° / a q的關(guān)系式，線性回歸得斜率值和截距值，則由斜率 值二2/k,得出k=由截距值=2qe/k,得出qe=最后算出（）e =qe2/k=注意 事項(xiàng)1. 過(guò)濾板與框之間的密封墊應(yīng)注意放正，過(guò)濾板與框的濾液進(jìn)出口 對(duì)齊。用搖柄把過(guò)濾設(shè)備壓緊，以免漏液。2. 計(jì)量桶的流液管口應(yīng)貼桶壁，否則液面波動(dòng)影響讀數(shù)。3.實(shí)驗(yàn)