板框過濾實驗報告

1、.實驗五 過濾實驗1 實驗?zāi)康?.1 了解板框過濾機(jī)的構(gòu)造、流程和操作方法。1.2 測定某一壓力下過濾分內(nèi)工程中的過濾常熟K、qe、e值，增進(jìn)對過濾理論的理解。1.3 測定洗滌速率與最終過濾速率間的關(guān)系。2 實驗原理2.1 過濾是以某種多孔物質(zhì)為介質(zhì)，在外力的作用下，使懸浮液中的連續(xù)相液體通過介質(zhì)的孔道，分散相固體顆粒被截留在介質(zhì)上，從而實現(xiàn)固/液別離的操作。液體通過過濾介質(zhì)和濾餅空隙的流動是流體經(jīng)過固定床流動的一種具體情況，但過濾操作中的床層厚度不斷增加，在一定壓差下，濾液通過床層的速率隨過濾時間的延長而減小，即過濾操作不屬于定態(tài)過程。在恒壓過濾時，由于濾餅的增厚，過濾速率將隨過濾時間的增加

2、而降低。對濾餅的洗滌過程，由于濾餅厚度不再增加，壓差與速率的關(guān)系與固定床一樣。恒壓過濾方程：上式兩邊除以A2得2.2 測定K、qe、e：測與一系列的、q值，然后以/q為縱坐標(biāo)，以q為橫坐標(biāo)作圖，即可以得到一條斜率為，截距為的直線，那么可以算出K、qe的值；再以q=0,=0代入式子，便可以求出e。2.3 測定洗滌速率與最終過濾速率洗滌速率：最終過濾速率：3 實驗流程 8 3 9 4 14 × × × 6 13 17 × × × 15 × 12 × 2 11 × × 10 16 1 × 1

3、8 5 × × 7 圖1 實驗裝置流程圖1空氣壓縮機(jī)；2配漿槽；3壓力表；4貯漿罐；5洗水罐；6板框壓濾機(jī)；7計量桶；8壓縮空氣進(jìn)氣閥；9空氣過濾減壓閥；10進(jìn)漿閥；11、12壓縮空氣進(jìn)口閥；13進(jìn)水閥；14平安閥；15洗水進(jìn)口閥；16濾漿進(jìn)口閥；17濾液出口閥；18濾漿出口閥4 實驗步驟4.1 將碳酸鎂在儲漿槽中加水配制成5.3的懸浮液作濾漿，并在啟動空壓機(jī)前不停地攪拌，防止固體沉淀；4.2 按板、框的鈕數(shù)為123212321的順序排列號板框過濾機(jī)。將濾布復(fù)在2號板框兩側(cè)，使其外表平整，然后用壓緊螺桿壓緊板和框；4.3 啟動空氣壓縮機(jī)，第一次控制壓力在0.06MPa;4.

4、4 將計量筒放置在濾液出口出，記錄液面的初始讀數(shù)，準(zhǔn)備好秒表；4.5 關(guān)閉洗水閥，翻開濾液出口閥，開啟濾漿進(jìn)口旋塞，當(dāng)有濾液連續(xù)流出時開場記錄時間，計量筒中液面每上升3cm記錄一次時間。記錄時兩人用秒表同時間隔記錄；4.6 當(dāng)流出的濾液呈細(xì)線狀流出時，那么過濾已完畢，停頓計時，關(guān)閉進(jìn)口旋塞；4.7 關(guān)閉進(jìn)水閥，濾液出口閥，開洗水進(jìn)口閥進(jìn)展洗滌。洗水從濾液出口處流出時開場計時，每上升3cm記錄一次時間，記錄兩組數(shù)據(jù)即可。4.8 洗滌完畢后，關(guān)閉洗水進(jìn)口閥等閥門，清洗濾布，重新安裝，調(diào)節(jié)壓力在0.16MPa，按上述操作再進(jìn)展另一次實驗。5 數(shù)據(jù)處理過濾機(jī)類型：板框過濾機(jī)濾框個數(shù)：8濾布種類：帆布濾

5、框尺寸：170×170mm過濾總面積S0.191m2濾漿名稱：碳酸鎂懸浮液 5.1%溫度：26.2攝氏度表1 0.08MPa 實驗原始數(shù)據(jù)記錄表過濾壓力0.08(MPa)表壓A =0.191m2序號h(mm)h(mm)V(m3)V(m3)(s)q(m3/m2)130300.0007 0.0006754.810.00353403260300.0014 0.00067560.00706806390300.0020 0.00067580.010602094120300.0027 0.00067511.470.014136135150300.0034 0.00067512.590.01767

6、0166180300.0041 0.000675150.021204197210300.0047 0.00067516.030.024738228240300.0054 0.00067517.840.028272259270300.0061 0.00067517.970.0318062810300300.0068 0.00067519.720.0353403111330300.0074 0.00067521.290.0388743512360300.0081 0.00067524.210.0424083813390300.0088 0.00067527.090.0459424114420300

7、.0095 0.00067527.340.0494764415450300.0101 0.00067530.780.0530104716480300.0108 0.00067533.130.056544517510300.0115 0.00067536.720.0600785318540300.0122 0.00067539.350.0636125719570300.0128 0.00067543.820.067146620600300.0135 0.00067549.940.07068063序號洗水量ml洗滌時間s167562.46267588.56表2 0.16MPa的實驗原始數(shù)據(jù)記錄表過

8、濾壓力0.16(MPa)表壓A =0.191m2序號h(mm)h(mm)V(m3)V(m3)q(m3/m2)(s)130300.0007 0.0006750.0035340316.15260300.0014 0.0006750.0070680636.66390300.0020 0.0006750.0106020947.814120300.0027 0.0006750.0141361267.135150300.0034 0.0006750.0176701578.286180300.0041 0.0006750.0212041888.347210300.0047 0.0006750.0247382

9、214.038240300.0054 0.0006750.028272251119270300.0061 0.0006750.03180628315.2210300300.0068 0.0006750.03534031414.6811330300.0074 0.0006750.03887434615.7212360300.0081 0.0006750.04240837717.2513390300.0088 0.0006750.04594240818.5614420300.0095 0.0006750.0494764417.4315450300.0101 0.0006750.0530104712

10、0.5616480300.0108 0.0006750.05654450321.6617510300.0115 0.0006750.06007853420.9118540300.0122 0.0006750.06361256520.4719570300.0128 0.0006750.06714659726.5320600300.0135 0.0006750.07068062822.6921630300.0142 0.0006750.0742146629.0922660300.0149 0.0006750.07774869130.75洗水量ml洗滌時間s67584.3567596.03表3 數(shù)據(jù)

11、整理表0.08(MPa)表壓0.16(MPa)q(m3/m2)q(m3/m2)/q(s/m)q(m3/m2)q(m3/m2)/q(s/m)0.003534030.0035340311361.0518520.0035340310.0035340311740.2222220.007068060.0035340311697.7777780.0070680630.0035340311884.5333330.010602090.0035340312263.7037040.0106020940.0035340312209.9407410.014136130.0035340313245.5851850.01

12、41361260.0035340312021.5259260.017670160.0035340313562.5037040.0176701570.0035340312342.9333330.021204190.0035340314244.4444440.0212041880.0035340312359.9111110.024738220.0035340314535.8962960.024738220.0035340313969.970370.028272250.0035340315048.0592590.0282722510.0035340313112.5925930.031806280.0

13、035340315084.8444440.0318062830.0035340314306.6962960.035340310.0035340315580.029630.0353403140.0035340314153.8962960.038874350.0035340316024.2814810.0388743460.0035340314448.1777780.042408380.0035340316850.5333330.0424083770.0035340314881.1111110.045942410.0035340317665.4666670.0459424080.003534031

14、5251.7925930.049476440.0035340317736.2074070.049476440.0035340314932.0444440.053010470.0035340318709.60.0530104710.0035340315817.7185190.05654450.0035340319374.5629630.0565445030.0035340316128.9777780.060078530.00353403110390.40.0600785340.0035340315916.7555560.063612570.00353403111134.59259(注意：表中的點

15、已經(jīng)經(jīng)過篩選；其中0.08MPa刪去最后兩點，0.16MPa刪去最后5點y = 153481x + 653.22R2 = 0.984020004000600080001000012000-0.0100.010.020.030.040.050.060.07qm3/m2圖2 0.08MPa下過濾圖qm3/m2圖3 0.16MPa下過濾圖表3 數(shù)據(jù)計算結(jié)果表過濾壓力0.08MPa0.16MPaK(m2/s)1.30309×10-52.392×10-5qe(m3/m2)4.26×100.01426e(s)1.398.5011.6605×10-52.484

16、5;10-59.271×10-67.516×10-60.5550.3026計算過程舉例：6 結(jié)果討論1從表1、圖2的數(shù)據(jù)可以看出，在同一壓力的恒壓過濾中，得到一樣濾液量的時間間隔隨過濾的進(jìn)展而不斷增加；又從表2、圖3數(shù)據(jù)中得出，同一壓力下，/q隨過濾時間的增加而增大。說明了過濾速度dq/d隨過濾時間的增加而降低。這是由于在恒壓過濾過程中，由于過濾壓力和過濾介質(zhì)阻力都不變，影響過濾速度的主要因素是濾餅阻力。濾餅會隨著過濾的進(jìn)展而增厚，從而使濾餅阻力的不斷增加，最終導(dǎo)致了過濾速度隨過濾時間的降低。2從表1、表2的數(shù)據(jù)可以得出，不同的過濾壓力下，得到同體積濾液量的過濾時間不一樣，

17、而且，過濾壓力較大其過濾一樣濾液量的時間較小，也就是其過濾速率較大。從圖2和圖3的比擬中也可以發(fā)現(xiàn)，圖3直線的傾斜要比圖2直線的傾斜度要小。說明了過濾速率隨過濾推動力的增加而增加。過濾推動力是影響過濾速率的因素之一。兩次實驗的過濾介質(zhì)均為碳酸鎂懸浮液，單位厚度濾餅層的阻力可以看作為恒定，兩次實驗濾餅阻力的增加速率可以看作相等，即兩次實驗只改變了過濾壓力這一因素。所以得出過濾壓力越大，過濾速率也會越大。 3 但是在數(shù)據(jù)計算表中，0.08MPa的洗滌速度大于0.16MPa的洗滌速度，與理論有所不同，造成這樣的原因可能是在實驗測量的時候，壓力不能保持在誤差的X圍之內(nèi)，即在實驗的過程中，壓力擺動太大，

18、而造成引入過大的誤差，這樣使得所得的數(shù)據(jù)有明顯的波動性，以及會出現(xiàn)不符合實際的結(jié)果。 雖然在處理數(shù)據(jù)的時候已經(jīng)將局部偏離太大的點除去，但仍然造成對實驗的結(jié)果以及討論的影響。4從表3數(shù)據(jù)可知，兩次實驗所測得的洗滌速率和最終過濾速率的比值分別為0.555和0.3026。理論上，當(dāng)洗滌時與過濾時的壓力一樣時，洗滌速率應(yīng)為最終過濾速率的1/4，所以本實驗所得數(shù)據(jù)存在較大誤差。誤差分別為54.95%以及17.38% 主要原因是實驗過程中由于在后面所得的數(shù)據(jù)已經(jīng)開場不在線性X圍之內(nèi)，而處理數(shù)據(jù)的時候并沒有很精細(xì)地將這些點排除，從而導(dǎo)致所得的數(shù)據(jù)誤差很大， 當(dāng)然誤差原因還可能有另外兩方面：人為操作不當(dāng)。除討論3提到的操作不當(dāng)之外，還有在板框安裝時，濾布沒有扯平，板框沒有壓緊，而且操作時對過濾終了時間的判定也有一定的難度；儀器本身缺陷。板框過濾機(jī)的其中一個缺點便是濾餅洗滌慢、不均勻，這將會影響洗滌速率的計算結(jié)果。另外，濾布磨損嚴(yán)重也是一個重要的原因。7 思考題(1) 影響過濾速率的因素有哪些.答：影響過濾速率的因素有：過濾推動力、過濾阻力。過濾速率與兩者的關(guān)系為：，由此可得，影響過濾的因素有 A過濾面積 s壓