恒壓過濾常數(shù)的測定

1、 3 恒壓過濾常數(shù)的測定3.1 實驗?zāi)康模?）了解恒壓板框壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)，學(xué)會恒壓過濾的操作方法，驗證過濾基本原理。（2）掌握測定恒壓過濾常數(shù)K、濾布阻力當(dāng)量濾液量qe、當(dāng)量過濾時間e、及濾餅壓縮性指數(shù)S的方法。（3）學(xué)會板框壓濾機(jī)洗滌操作。3.2 實驗原理 以多孔介質(zhì)截留懸浮于流體中的顆粒，從而實現(xiàn)固體顆粒與流體的分離的操作稱為過濾。若懸浮液中固體濃度較高，固體顆粒在多孔介質(zhì)表面會形成濾餅，因此，除剛開始過濾外，過濾主要是濾餅層起過濾介質(zhì)作用，此種過濾稱為濾餅過濾。（以上為原理部分） （以下為數(shù)據(jù)處理部分）濾餅過濾的推動力是壓差，由于設(shè)備耐壓等原因，過濾一般都是情況下都是在恒壓條件下進(jìn)行。在恒

2、壓濾餅過濾過程中，由于濾餅不斷增厚，過濾阻力不斷增大，過濾速率越來越小，因此，恒壓過濾盡管其操作壓差在過濾過程可保持恒定，但它是一個非定態(tài)過程，過濾速率微分式如下： （3-1）上式中的過濾常數(shù)表達(dá)式為： K= （3-2）對式（3-1）在恒壓條件下積分，得如下恒壓過濾方程： （3-3）式（3-1）、（3-2）、（3-3）中的K、qe、S、e須通過恒壓過濾實驗測定。取式（3-1）的倒數(shù)得： （3-4）由于式（3-4）仍然是一個微分式，因此，為了便于測定和計算，用差分代替微分，式（3-4）改寫成如下形式： （3-5）在某一壓力條件下進(jìn)行過濾實驗，用量筒和秒表分別測量和記錄一系列濾液體積和其相對應(yīng)的時

3、間間隔，由除以過濾面積得。的取值的方法如下： （i=18, ） (3-6)在二維坐標(biāo)系中以為橫坐標(biāo), 以為縱坐標(biāo)繪制一條直線, 由該直線的斜率可計算出某一壓力下的過濾常數(shù)K1, 由該直線的截距可計算出濾布阻力當(dāng)量濾液量qe1, 根據(jù), 可求出相應(yīng)的當(dāng)量過濾時間e1。 用壓力定值調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)過濾壓差（一般三個），測定并計算出相應(yīng)壓差下的過濾常數(shù)（K1K3），對式（3-2）兩邊取對數(shù)得： （3-7）以為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)畫圖得一直線，由該直線的斜率便可求出濾餅的壓縮指數(shù)S。3.3 實驗流程與裝置 本實驗裝置有空壓機(jī)、配料槽、壓力儲槽、板框過濾機(jī)和壓力定值調(diào)節(jié)閥等組成。其實驗流程如圖所示。CaCO3的

4、懸浮液在配料桶內(nèi)配置一定濃度后利用位差送入壓力儲槽中，用壓縮空氣加以攪拌使CaCO3不致沉降，同時利用壓縮空氣的壓力將料漿送入板框過濾機(jī)過濾，濾液流入量筒或濾液量自動測量儀計量。圖14恒壓過濾常數(shù)測定實驗裝置流程圖1 、配料槽 2 、壓力儲槽 3 、板框壓濾機(jī) 4 、壓力表 5 、安全閥 6 、壓力變送器 7 、壓力定值調(diào)節(jié)閥 8 、濾液量自動測量儀板框過濾機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸如下：框厚度38mm，每個框過濾面積0.024m2，框數(shù)2個。由配料槽配好的碳酸鈣水懸浮液由壓縮空氣輸送至壓力槽，用壓力定值調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力槽內(nèi)的壓力至實驗所需的壓力，打開進(jìn)料閥，碳酸鈣水懸浮液依次進(jìn)入板框壓濾機(jī)的每一個濾框進(jìn)行過

5、濾，碳酸鈣則被截留在濾框內(nèi)并形成濾餅，濾液水被排出板框壓濾機(jī)外由帶刻度的量筒收集。3.4 實驗操作步驟1. 開啟電源。開啟控制面板上的總電源開關(guān)，打開空氣壓縮機(jī)電源開關(guān)、24V（DC）電源開關(guān)和儀表電源開關(guān)；2. 配料、下料。依次打開閥、和閥，用空氣將碳酸鈣與水?dāng)嚢杌旌暇鶆?，注意閥不要開太大，以免碳酸鈣懸浮液從配料槽中噴出。打開閥，將混合好的碳酸鈣懸浮液輸送至壓力料槽，使液位處于視鏡的二分之一處，然后關(guān)閉閥、。3. 組裝板框壓濾機(jī)。將濾布用水浸濕，正確安裝好濾板、濾布和濾框，然后用螺桿壓緊。注意，板、布、框的表面一定要清洗干凈，不能帶有濾餅，布不能起縐，否則過濾時會滲漏嚴(yán)重。4. 調(diào)節(jié)壓力。打

6、開閥，打開控制面板上的壓力定值調(diào)節(jié)閥開關(guān)，再打開閥和閥，調(diào)節(jié)第一個恒壓過濾的壓力，當(dāng)控制面板上的測量儀顯示壓力穩(wěn)定后，便可開始做過濾實驗。5. 測定不同壓力下，得到一定濾液所需時間。（1）準(zhǔn)備好量筒和秒表，打開懸浮液進(jìn)料閥，濾液從匯集管流出開始計時。當(dāng)量筒內(nèi)的濾液量每次約為800mL時，開始切換量筒和秒表，記錄下8個和相應(yīng)的8個過濾時間，當(dāng)塑料桶內(nèi)的濾液放不下時，倒回配料槽。（2） 第一個壓力過濾實驗做完后，關(guān)閉懸浮液進(jìn)料閥，關(guān)閉閥和閥，打開閥，調(diào)節(jié)第二個恒壓過濾的壓力，當(dāng)控制面板上的測量儀顯示壓力穩(wěn)定后，便可開始做過濾實驗， 重復(fù)步驟5，記錄下8個和相應(yīng)的8個過濾時間。（3） 第二個壓力過濾實驗做完后, 關(guān)閉懸浮液進(jìn)料閥，關(guān)閉閥, 打開閥和閥，調(diào)節(jié)第三個恒壓過濾的壓力，當(dāng)控制面板上的測量儀顯示壓力穩(wěn)定后，便可開始做過濾實驗， 重復(fù)步驟5，記錄下8個和相應(yīng)的8個過濾時間，關(guān)閉進(jìn)料閥和閥和閥。6將剩余的懸浮液壓回配料槽。打開閥和，利用壓力料槽內(nèi)的余壓將剩余的懸浮液壓回配料槽，然后關(guān)閉閥、。慢慢打開閥，將壓力料槽內(nèi)的余壓排放掉，并打開閥、將壓力定值閥內(nèi)的壓退回至零，然后再關(guān)閉。7. 關(guān)閉電源。 關(guān)閉控制面板上的空氣壓縮機(jī)電源、24伏直流電源、儀表電源及總電源。8拆洗板框壓濾機(jī)。 松開螺桿，拆下濾板、濾布和濾框，放在存有濾液的塑料桶內(nèi)清洗濾餅直至干凈為止，然后倒回配