恒压过滤常数测定实验报告.docx

一、实验课程名称：化工原理二、实验项目名称：恒压过滤常数测定实验三、实验目的和要求：1. 熟悉板框压滤机的构造和操作方法；2. 通过恒压过滤实验,验证过滤基本原理；3. 学会测定过滤常数K、q、T及压缩性指数S的方法;e e4. 了解操作压力对过滤速率的影响四、实验内容和原理实验内容：测定时间与滤液量的变化关系，绘制相关图表，求出过滤常数K及压缩性 指数 S实验原理：过滤是以某种多孔物质作为介质来处理悬浮液的操作在外力作用下，悬浮 液中的液体通过介质的孔道而固体颗粒被截留下来，从而实现固液分离过滤操作中，随着 过滤过程的进行，固体颗粒层的厚度不断增加，故在恒压过滤操作中，过滤速率不断降低影响过滤速率的主要因素除压强差、滤饼厚度外，还有滤饼和悬浮液的性质，悬浮液温 度，过滤介质的阻力等，在低雷诺数范围内，过滤速率计算式为：1 & 3 Apu — (1)K a2(1 -8)2 pL由此可以导出过滤基本方程式：(2)dV A2 Ap1-sdT pr' v(V + Ve)恒压过滤时，令 k=l/yr'v, K=2kApi-s， q=V/A, qe=Ve/A,对(2)式积分得：(q+qe)2=K(T+Te) (3)K、q、qe三者总称为过滤常数，由实验测定。

对(3)式微分得： 2(q+qe)dq=KdT〕匹=2 q + 2 「 ⑷dq K K e用厶T/^q代替dT/dq,用q 代替q在恒压条件下，用秒表和电子称分别测定一系列时间 间隔△§,和对应的滤液质量(除水的密度换算成体积△ 乂)，可计算出一系列厶 ①、qi，在直角坐标系中绘制△ t/Aq〜q的函数关系，得一直线，斜率为2/K,截距为2qe/K, 可求得K和qe，再根据Te=qe2/K，可得Te改变过滤压差△ p,可测得不同的K值，由K的定义式两边取对数得： lgK=(l-S)lgQp)+lg(2k) (5)在实验压差范围内，若k为常数，则lgK〜lg(Ap)的关系在直角坐标上应是一条直线， 斜率为(1-S),可得滤饼压缩性指数S,进而确定物料特性常数k五、主要仪器设备实验装置如图 1-1 所示：28 27 26 25_ H~■ri _ f— ~~\ ―.」气厂，―耳曲厂 气LCaCO3的悬浮液在配料桶内配制一定浓度后，利用压差送入压力料槽中，用压缩空气搅 拌，同时利用压缩空气将滤浆送入板框压滤机过滤，滤液流入量筒计量，压缩空气从压力料 槽排空管排出板框压虑机的结构尺寸：框厚度11mm，过滤总面积0.0471m2。

空气压缩机规格型号： V－ 8，最大气压六、操作方法与实验步骤一)实验步骤：1. 配制含CaCO33%〜5%(wt%)的水悬浮液2. 开启空压机，关闭阀1、阀4、阀5，打开阀3、阀2，，将压缩空气通入配料槽， 使CaCO3悬浮液搅拌均匀3. 正确装好滤板、滤框及滤布滤布使用前用水浸湿滤布要绷紧，不能起皱(注意 用螺旋压紧时，千万不要把手指压伤，先慢慢转动手轮使板框合上，然后再压紧）4. 等配料槽料液搅拌均匀后，关闭阀3，打开阀5 及压力料槽上的排气阀，使料浆自 动由配料桶流入压力料槽至其视镜2/3处，关闭阀2、阀 55. 打开阀 4，通压缩空气至压力料槽，使容器内料浆不断搅拌压力料槽的排气阀应 不断排气，但又不能喷浆6. 调节压力料槽的压力到需要的值（20〜50kpa）主要依靠调节压力料槽出口处的压 力定值调节阀来控制出口压力恒定，压力料槽的压力由压力表读出虑各个压力值 的分布，从低压过滤开始做实验较好7. 放置好电子天平，按下电子天平上的“）n”开关，打开电子天平，将料液桶放置到 电子天平上做好准备工作，可以开始实验8. 做压力实验：打开阀6、阀9及阀 12、阀13，开始加压过滤一般可以用一个阀 调节不同的三个压力来做实验，具体压力根据操作情况现场决定。

9. 手动实验时每次实验应在滤液从汇集管刚流出的时候作为开始时刻，每次△ V取 〜0.5kg左右，滤液量可以由电子天平处读出记录相应的过滤时间及滤液量 每个压力下，测量8〜10个读数即可停止实验10. 每次滤液及滤饼均收集在小桶内，滤饼弄细后重新倒入料浆桶内，实验结束后要冲 洗滤框、滤板及滤布不要折，应用刷子刷七、实验数据记录与处理实验原始数据列于表1-1 中,本实验称质量，再换算成体积计算结果列于表1-2中△Pi = 30 kPaM(kg)(mL)△t(s)400400400400400400计算示例△q=AV/ 4 7 1 0 0=4 0 0 / 4 7 1 0 0=0.0 0 8 4 9 (m3/m2)dT/dq=^T/Aq= (sm2/m3△Pi = 30 kPa△q(m3/m2)(sm2/m3)q(m3/m2)2650,18八、实验结果与分析九、讨论、心得实验结果误差分析，收获等心得；思考题：1.当操作压强增加一倍，K值是否也增加一倍要得到同样的过滤液，过滤时间是否缩短一 半2．为什么过滤开始时，滤液常常有点混浊，过段时间后才变清1 过滤压强提高一倍， K 提高到原来的 2 倍。

不是2 在过滤中，主要靠滤饼层刚开始没有滤饼层，过滤效果不佳，随着滤饼层的 增厚，滤液就变清了开始过滤时，滤饼还未形成，空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过，滤饼形成 后且形成较密的滤饼，使颗粒不易通过收获：1 本实验的目的是通过恒压过滤实验验证过滤基本原理，实验时要注意夹滤布要 对牢板上的洞，安装滤板和滤框用螺旋压紧时，千万不要把手指压伤，先慢慢转 动手轮使板框合上，然后再压紧2 处理数据分析时发现一二两组数据存在很大偏差，可能是做实验量水的体积时 溢出很多，使数据不准确以后实验要注意一下3 影响过滤速率的主要因素有过滤压强、过滤介质、过滤面积问题：1 恒压过滤常数的测定为什么会出现恒速的情况2 在恒压过滤实验中,为什么随着过滤的进行,所得滤液越来越少尝试回答：过滤实验,主要是靠压差滤液过滤进行的，在恒压过滤中，随着过滤 的进行，虽然其压差不变，但是过滤的滤渣积压压缩成滤饼，随着滤饼的增厚， 滤液通过的滤饼的阻力加大，实际提供给滤液作为动力的压差减少，滤液越来越 难通过滤饼，甚至在过一段时间后，过滤就会因为阻力大而停滞。