實驗三-過濾實驗

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上實驗三 過濾實驗一、實驗目的 1.熟悉板框壓濾機的結構。 2.學會板框壓濾機的操作方法。 3.測定一定物料恒壓過濾方程中的過濾常數和，確定恒壓過濾方程。二、實驗原理過濾是一種能將固體物截流而讓流體通過的多孔介質，將固體物從液體或氣體中分離出來的過程。因此過濾在本質上是流體通過固體顆粒層的流動。所不同的是這個固體顆粒層的厚度隨著過濾過程的進行而不斷增加。因此在勢能差 變的情況下，單位時間通過過濾介質的液體量也在不斷下降，即過濾速度不斷降低。過濾速度 的定義是單位時間、單位過濾面積內通過過濾介質的濾液量，即：，式中代表過濾面積，代表過濾時間，代表濾液量 。影響過濾速度的主

2、要因素除勢能差、濾餅厚度外，還有濾餅和懸浮液(含有固體粒子的流體)性質、懸浮液溫度、過濾介質的阻力等，故難以用嚴格的流體力學方法處理。比較過濾過程與流體經過固定床的流動可知：過濾速度，即為流體經過固定床的表觀速度 。同時，液體在細小顆粒構成的濾餅空隙中的流動屬于低雷諾范圍。因此，可利用流體通過固體床壓降的簡化數學模型，尋求濾液與時間的關系。在低雷諾數下，可用康采尼(Kozeny)的計算式，即：對于不可壓縮的濾餅，由上式可以導出過濾速率的計算式為：式中：， 為形成與過濾介質阻力相等的濾餅層所得的濾液量 ；為濾餅的比阻；為單位體積濾液所得到的濾餅的體積；為濾液的粘度； 為過濾常數。在恒壓差過濾時，

3、上述微分方程積分后可得：。由上述方程可計算在過濾設備、過濾條件一定時，過濾一定濾液量所需要 的時間或者在過濾時間、過濾條件一定時為了完成一定生產任務，所需要的過濾設備大小。在利用上述方程計算時，需要知道、等常數，而、常數只有通過實驗才能測定。在用實驗方法測定過濾常數時，需將上述方程變換成如下形式：因此，實驗時只要維持操作壓強恒定，計取過濾時間和相應的濾液量以 作圖得直線。讀取直線斜率和截距，求取常數和 的值。或者將和的數據用最小二乘法求取和值，進而計算和的值。若在恒壓過濾的時間內已通過單位過濾面的濾液，則在至及至范圍內將上述微積分方程積分整理后得：上述表明和為線性關系，從而能方便地求出過濾常數

4、和。用最小二乘法回歸直線方程時，設回歸方程為，則，三、實驗裝置和流程 1. 裝置 實驗裝置由配料桶、供料泵、圓形過濾機、濾液計量筒及空氣壓縮機等組成。可進行過濾、洗滌和吹干三項操作過程。碳酸鈣()或碳酸鎂()的懸浮液在配料桶內配制成一定濃度后，為阻止沉淀，料液由供料泵管路循環(huán)。配料桶中用壓縮空氣攪拌，漿液經過濾機過濾后，濾液流入計量筒。過濾完畢后，亦可用洗滌水洗滌和壓縮空氣吹干。 2.實驗流程 本實驗的流程如下圖所示。圖中給出了兩套裝置的流程。四、實驗操作步驟及要點 1.實驗可選用粉末配制成濾漿，其量約占料桶的2/3 左右，配制濃度在8.0左右（約10%，wt）。 2.料桶內濾漿可用壓縮空氣和

5、循環(huán)泵進行攪拌，桶內表壓強控制在，不能超過料桶承受的壓強。 3. 濾布在裝上之前要先用水浸濕。 4. 實驗操作前，應先讓供料泵通過循環(huán)管路，循環(huán)操作一段時間，過濾時也要保證料液循環(huán)。結束后，應關閉料桶上的出料閥，打開旁路上清水管路清洗供料泵，以防止在泵體內沉積。 5. 實驗初始階段不是恒壓操作。因此可采用二只秒表交替計時，記下時間和濾液量，并確定恒壓開始時間和相應的濾液量。過濾壓強不要超過。 6. 當濾液量很少時，濾渣已充滿濾框后，過濾階段可結束。五、實驗數據記錄過濾物系： 輕質碳酸鈣 計量筒直徑： 圓板過濾器直徑： 內徑150mm 框厚： 過濾操作壓強： 0.066MPa 料液濃度： 料液溫

6、度： 實驗數據記錄表序號時間間隔（s)間隔中的濾液量（L）1（恒壓前）12.70.6102100.4203100.3404100.3205100.2906100.2707100.2408100.1989100.18010100.15611100.12012100.11413100.11014100.096六、實驗數據處理數據處理結果如表所示，以序2為例寫出計算過程。序號間隔時間間隔濾液量累計濾液量112.70.6134.520.6102100.4223.771.0303100.3419.241.3704100.3218.111.6905100.2916.411.9806100.2715.282

7、.2507100.2413.582.4908100.19811.202.6889100.1810.192.86810100.1568.833.02411100.126.793.14412100.1146.453.25813100.116.223.36814100.0965.433.464 續(xù)表序號累計累計時間10.34512.720.58322.7420.80.23830.77532.7465.00.43040.95642.7490.90.61151.12052.7516.00.77561.27362.7538.80.92871.40972.7564.01.06481.52182.7595.3

8、1.17691.62392.7626.11.278101.711102.7658.81.366111.779112.7697.41.434121.844122.7734.11.498131.906132.7768.91.561141.960142.7804.91.615計算過程（以序號2為例）七、實驗結果及討論1.將表中數據描點，根據直線的斜率和截距求出和，并寫出恒壓過濾方程。答：2.用最小二乘法求取斜率和截距并由此求出和，與圖解求出的比較。 答： 3.本實驗如何洗滌濾餅？答：采用橫穿洗滌法，洗滌液穿過兩層濾布及整個厚度的濾餅，流徑長度約為過濾終時濾液流動路徑的兩倍，而洗滌液流通的面積又僅為過濾面積的一半。4.本實驗如何吹干濾餅？答：隨著過濾時間的增加，被截留在濾網上的固體雜質越來越多，使濾餅厚度不斷增加， 這 樣使過濾阻力增大，罐內壓力升高，當壓力升到一定值時需要排渣，停止向灌內輸 入待濾液并將壓縮空氣經溢流管吹入罐內，將罐內待濾液壓入另一臺過濾機或其他容 器內，并吹干濾餅。5