恒壓過(guò)濾常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置

PAGEPAGE2恒壓過(guò)濾常數(shù)測(cè)定（板框過(guò)濾）實(shí)驗(yàn)裝置說(shuō)明書天津大學(xué)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心2013．06一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握恒壓過(guò)濾常數(shù)、、的測(cè)定方法，加深對(duì)、、概念和影響因素的理解。2.學(xué)習(xí)濾餅的壓縮性指數(shù)s和物料常數(shù)的測(cè)定方法。3.學(xué)習(xí)一類關(guān)系的實(shí)驗(yàn)確定方法。4.學(xué)習(xí)用正交試驗(yàn)法來(lái)安排實(shí)驗(yàn)，達(dá)到最大限度地減小實(shí)驗(yàn)工作量的目的。5.學(xué)習(xí)對(duì)正交試驗(yàn)法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析，分析出每個(gè)因素重要性的大小，指出試驗(yàn)指標(biāo)隨各因素變化的趨勢(shì)，了解適宜操作條件的確定方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.測(cè)定不同壓力實(shí)驗(yàn)條件下的過(guò)濾常數(shù)、、。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算濾餅的壓縮性指數(shù)s和物料特性常數(shù)k。三、實(shí)驗(yàn)原理：過(guò)濾是利用過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行液—固系統(tǒng)的分離過(guò)程，過(guò)濾介質(zhì)通常采用帶有許多毛細(xì)孔的物質(zhì)如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。含有固體顆粒的懸浮液在一定壓力作用下，液體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，固體顆粒被截留，從而使液固兩相分離。在過(guò)濾過(guò)程中，由于固體顆粒不斷地被截留在介質(zhì)表面上，濾餅厚度逐漸增加，使得液體流過(guò)固體顆粒之間的孔道加長(zhǎng)，增加了流體流動(dòng)阻力。故恒壓過(guò)濾時(shí)，過(guò)濾速率是逐漸下降的。隨著過(guò)濾的進(jìn)行，若想得到相同的濾液量，則過(guò)濾時(shí)間要增加。恒壓過(guò)濾方程（1）式中：—單位過(guò)濾面積獲得的濾液體積，m3/m2；—單位過(guò)濾面積上的虛擬濾液體積，m3/m2；—實(shí)際過(guò)濾時(shí)間，s；—虛擬過(guò)濾時(shí)間，s；—過(guò)濾常數(shù)，m2/s。將式（1）進(jìn)行微分可得：（2）這是一個(gè)直線方程式，于普通坐標(biāo)上標(biāo)繪的關(guān)系，可得直線。其斜率為，截距為，從而求出、。至于可由下式求出：（3）注：當(dāng)各數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間間隔不大時(shí)，可用增量之比來(lái)代替。過(guò)濾常數(shù)的定義式：（4）兩邊取對(duì)數(shù)（5）因，故與的關(guān)系在對(duì)數(shù)坐標(biāo)上標(biāo)繪時(shí)應(yīng)是一條直線，直線的斜率為，由此可得濾餅的壓縮性指數(shù)，然后代入式（4）求物料特性常數(shù)。四、實(shí)驗(yàn)裝置的基本情況1.實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖（如圖一所示）：圖-1實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖1-調(diào)速器；2-電動(dòng)攪拌器；3、5、6、7、9、16-閥門；4-慮漿槽；8-壓力表；10-泥漿泵；11-后濾液入口閥；12-前濾液入口閥；13-后濾液出口閥；14-前濾液出口閥；15-濾液槽；17-過(guò)濾機(jī)組；18-壓緊裝置；19-反洗水箱；如圖-1所示，濾漿槽內(nèi)配有一定濃度的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮液（濃度在6-8%左右），用電動(dòng)攪拌器進(jìn)行均勻攪拌(以漿液不出現(xiàn)旋渦為好)。啟動(dòng)旋渦泵，調(diào)節(jié)閥門3使壓力表5指示在規(guī)定值。濾液量在計(jì)量桶內(nèi)計(jì)量。實(shí)驗(yàn)裝置中過(guò)濾、洗滌管路分布如圖-2所示圖-2板框過(guò)濾機(jī)固定頭管路分布圖2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)：表-1實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)名稱規(guī)格材料1攪拌器型號(hào):KDZ-12過(guò)濾板160*180*11（mm）不銹鋼3濾布工業(yè)用4過(guò)濾面積0.05計(jì)量桶長(zhǎng)327mm、寬286mm3.實(shí)驗(yàn)裝置面板圖（如圖-3所示）：圖-3設(shè)備儀表面板示意圖五、實(shí)驗(yàn)方法及操作步驟：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4內(nèi)漿液攪拌均勻。2．板框過(guò)濾機(jī)板、框排列順序?yàn)楣潭^-非洗滌板（）-框（）-洗滌板（）-框（）-非洗滌板（）-可動(dòng)頭。用壓緊裝置壓緊后待用。3．使閥門3、5、13、14處于全開(kāi)、閥門6、、7、11、9、12、16處于全關(guān)狀態(tài)。啟動(dòng)旋渦泵10，打開(kāi)閥門9，利用調(diào)節(jié)閥門3使壓力達(dá)到規(guī)定值。4．待壓力表8數(shù)值穩(wěn)定后，打開(kāi)過(guò)濾后濾液入口閥11開(kāi)始過(guò)濾。當(dāng)計(jì)量桶15內(nèi)見(jiàn)到第一滴液體時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄濾液每增加高度10mm時(shí)所用的時(shí)間。當(dāng)計(jì)量桶15讀數(shù)為150mm時(shí)停止計(jì)時(shí)，并立即關(guān)閉后進(jìn)料閥11。5．打開(kāi)閥門3使壓力表8指示值下降，關(guān)閉泵開(kāi)關(guān)。放出計(jì)量桶內(nèi)的濾液并倒回槽內(nèi)，保證濾漿濃度恒定。6．洗滌實(shí)驗(yàn)時(shí)關(guān)閉閥門5、3，打開(kāi)閥門6、7、9。調(diào)節(jié)閥門7使壓力表8達(dá)到過(guò)濾要求的數(shù)值。打開(kāi)閥門13、12，等到閥門13有液體流下時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，洗滌量為過(guò)濾量的四分之一。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，放出計(jì)量桶內(nèi)的濾液到反洗水箱內(nèi)。7．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。。8．改變壓力值，從步驟2開(kāi)始重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。六、操作注意事項(xiàng)：1．過(guò)濾板與過(guò)慮框之間的密封墊注意要放正，過(guò)濾板與過(guò)濾框上面的濾液進(jìn)出口要對(duì)齊。濾板與慮框安裝完畢后要用搖柄把過(guò)濾設(shè)備壓緊，以免漏液。2．計(jì)量桶的流液管口應(yīng)緊貼桶壁，防止液面波動(dòng)影響讀數(shù)。3．由于電動(dòng)攪拌器為無(wú)級(jí)調(diào)速，使用時(shí)首先接上系統(tǒng)電源，打開(kāi)調(diào)速器開(kāi)關(guān)，調(diào)速鈕一定由小到大緩慢調(diào)節(jié)，切勿反方向調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)過(guò)快以免損壞電機(jī)。4．啟動(dòng)攪拌前，用手旋轉(zhuǎn)一下攪拌軸以保證啟動(dòng)順利。七、附數(shù)據(jù)處理過(guò)程舉例（數(shù)據(jù)表見(jiàn)附表）：過(guò)濾常數(shù):K，qe，θe的計(jì)算舉例（以第一套0.05Mpa第2組為例）已知過(guò)濾面積:A＝0.0475m2△V=S×H=0.286×0.327×0.01=9.352×10-4（m3）△q=△V/A=9.352×10-4/0.0475=0.0197（m3/m2）△θ=48.61-16.02=32.59（S）32.59/（0.0595-0.0397）=1.643×103從～關(guān)系圖上直線得：斜率:＝26955K＝7.42×10-5m3/m截距:＝336.23qe＝0.0125(m3/m2)θe=q2e/K=0.01252/7.42×10-5=2.10按以上方法依次計(jì)算～關(guān)系圖上直線的過(guò)濾常數(shù)，序號(hào)高度Q（m/m）Qav（m/m）0.05MPa0.10MPa0.15Mpa時(shí)間(s)Δθ(s)Δθ/Δq時(shí)間θ(s)Δθ(s)Δθ/Δq時(shí)間(s)Δθ(s)Δθ/Δq