《恒压过滤常数.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《恒压过滤常数.docx（9页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、恒压过滤常数的测定指导教师：吴洪特姓名：王丽 班级：应化11001 序号：15一. 实验目的及任务I .熟悉板框压滤机的构造和操作方法II .通过恒压过滤实验，验证过滤基本理论III.学会测定过滤常数K、qe、T 及压缩性指数s的方法困.了解操作压力对过滤速率的影响，掌握过滤问题的简化工程处理方法。二. 基本原理过滤式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，还与滤饼和
2、悬浮液的性质、悬浮液温 度、过滤介质的阻力有关。过滤速率基本方程式(1)dV _A 2 Ap1-sdx ru (V + V)式中 V时间内的滤液量，m3；T过滤时间，s；Ap过滤压降，Pa；R过滤粘度，Pa.s；A过滤面积，m2；S滤饼压缩性指数，量纲一，一般s=0-1，对不可压缩滤饼，s=0；r单位压强差下的比阻，1/ m2；u滤饼体积与相应滤液体积之比，量纲;V虚拟滤液体积，m3；-2Ap - V V恒压过滤时，令K = - 2心-，q = - q广V，对式积分得(q + qe )2 = K (T+T )(2)式中q单位过滤面积的滤液体积，m3/ m2;q单位过滤面积的虚拟滤液体积，m3/
3、 m2;T虚拟过滤时间，s；K滤饼常数，由物料特性及过滤压差所决定，m2/s；K、qe、T三者总称为过滤常数，利用恒压过滤方程进行计算时，必须首先知道K、qe、T，而这三个过滤常数需要由实验测定。, 决2q 2q对式(2)微分得= +(3)dq K K用Zkq代替牛，得=斗+咨(4)dqAqK K将AAq对标绘(q取个时间间隔内的平均值)，在恒压条件下，用秒表和量筒分别 测定一系列时间间隔A，和对应的滤液量体积A匕，可计算出一系列AtJAq,、。在直 角坐标中绘制EAq的函数关系，得一直线，如图4-6所示。斜率为2：K = 1饥截 距为2q : K = c，可求得K和q，在根据匚=q ，可得t
4、。eee ee改变过滤压差Ap，可测得不同的K值，由K的定义式对两边取对数得：lg K = (1 s)lg(Ap) + lg(2k)(5)在实验压差范围内，若k为常数，则lg Klg(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。三. 实验装置与流程(1)实验装置本实验装置是由空压机、配料槽、搅拌釜、板框过滤机等组成，其流程示意图如下图。02WI05PPIPQ2 V01R01M01请燧妹 W mm图1板框过滤实验带控制点的工艺流程图（2）实验流程CaCO3的悬浮液在配料槽内配制一定浓度后，用泵抽入搅拌釜中，开搅拌使CaCO3不致 降沉；
5、开空压机，控制系统压力恒定，利用压缩空气的压力将滤浆送入板框过滤机过滤，滤 液流入烧杯计量。实验毕，系统压力从原料液搅拌釜上的放空阀排除。四. 实验步骤（1）过滤实验1）配制含CaCO31%5% （wt%）的水悬浮液，用泵抽入原料釜，关闭进料阀门，开 釜底阀，用泵使料液循环，同时开搅拌，使CaCO3悬浮液搅拌均匀。2）关泵。开启空压机，将压缩空气通入搅拌釜。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，不要起皱（注意: 用螺旋压紧时，千万不要把手压伤，先慢慢转动手轮使板框合上，然后再压紧）。4）调节搅拌釜的压力到需要的值。主要依靠控制面板对付压力进行设定，由压力传感 器对空压机
6、进行自动调节。5）最大压力不要超过0.3MPa，要考虑各个压力的分布，从低压过滤开始做实验较好。6）每次做实验应在滤液从汇集管刚流出的时候作为开始时刻，每次At取10s，然后记 录相应的滤液量aw。7）待滤渣装满框时即可停止过滤（以滤液量显著减少到一滴一滴地流出为准）8）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，滤板应当用刷子刷洗。五. 实验数据及处理过滤面积：A=0.0216m2料液温度：t=18CP = 40kPa时实验数据序原始数据处理数据时间At / s滤液质 量时g滤液量V/m 3累积时 间t j sAq (m3/ m2)At /A
7、q (s . m)q/(m 3 m 2)130928.10.000928300.043698.20060.0212301366.30.001366600.0531478.7770.0533301700.20.001700900.0711940.7010.0714302013.80.0020141200.0862066.3270.0865302259.00.0022591500.0992642.7410.0996302479.90.0024801800.1102933.4540.1107302684.70.0026852100.1203164.0630.1208302882.60.0028832
8、400.1293274.3810.1299303075.80.0030762700.1383354.0370.13810303259.60.0032603000.1473525.5710.14711303440.50.0034413300.1553582.090.15512303610.80.0036113600.1633805.050.16313303779.60.0037803900.1713838.8630.17114303943.60.0039444200.1793951.220.17915304109.50.0041104500.1863905.9670.18616304264.30
9、.0042644800.1944186.0470.19417304423.20.0044235100.2014078.0370.20118304572.30.0045725400.2084346.0760.20819304723.40.0047235700.2154288.5510.21520304852.20.0048526000.2225031.0560.222平均 g /(m3/m2)3a(-ft以乙T / q对如作图得: T / q乙曲线得到得=18581.8 x q + 639.9 则 qK = - = 0.0001076m2 - s -1 18581.8包=639.9 = 1858
10、1.8KKq = 0.0 3 44法3 - m-2 e因为eK0.034432得 t =s = 11.017 se 0.0001076过滤面积：A= 0.0216m2料液温度：t=18CP = 70kPa时实验数据序 号原始数据处理数据时间t / s滤液质 量s/g滤液量V jm 3累积时 间t j sq/(m 3；m 2)t /(s.m)qj (m 3； m 2)130885.60.000886300.041731.70.0212301414.70.001415600.0651224.70.0533301825.20.001825900.0851578.60.0754302277.50.00
11、22781200.1051432.70.0955302577.40.0025771500.1192160.70.1126302871.80.0028721800.1332201.10.1267303126.40.0031262100.1452545.20.1398303363.20.0033632400.1562736.50.15093035870.0035872700.1662895.40.161103037930.0037933000.1763145.60.17111304000.90.0040013300.1853116.90.18012304201.90.0042023600.1953
12、223.90.19013304392.70.0043933900.2033396.20.19914304583.20.0045834200.2123401.60.20815304768.90.0047694500.2213489.50.21616304951.20.0049514800.2293554.60.22517305124.60.0051255100.2373737.00.23318305299.90.00535400.2453696.50.241平均 / (m3/m2).)iK T / q三曲线At得到 =14213.7 x q + 474.5Aq则书=474.5K=14213.7
13、K以乙T / q对云作图得:因为K = 2 = 0.0001407m2 s -114213.7q = 0.0333触3 m-2 eq 2eK0.033382 s = 7.919 s 0.0001407过滤面积：A=0.0216m2料液温度：t=18CP = 100kPa时实验数据序原始数据处理数据时间t ,Us滤液质 量/ g滤液量Vm 3累积时 间t i sq/ （m 3m 2）t1 q （s.m）qi（m3； m2）1301233.50.00123300.057525.30.0292301873.90.00187600.0871011.90.07233023490.00235900.109
14、1363.90.0984302753.10.002751200.1271603.60.1185303114.50.003111500.1441793.00.1366303433.70.003431800.1592030.10.1527303743.20.003742100.1732093.70.16683040400.004042400.1872183.30.1809304319.80.004322700.2002315.90.19410304580.20.004583000.2122488.50.20611304825.90.004833300.2232637.40.21812305052.
15、40.005053600.2342860.90.22913305282.60.005283900.2452814.90.23914305506.20.005514200.2552898.00.25015305712.10.005714500.2643147.20.26016305924.60.005924800.2743049.40.26917306131.80.006135100.2843127.40.27918306331.50.006335400.2933244.90.289以乙t/A q对云作图得:得到得因为3.002.502.001.501.000.50P =100KPaY=1041
16、2.3*X+330.8R=0.9950.000.050.100.150.200.250.30 t/A q三曲线八C=10412.3 x q + 330.8 则 AqK = 2 = 0.0001921m2 - s-1 10412.3q 2T = ee K丑=3 3 08 = 10412.3KKq = 0.03 17 m 3 - m -2 e0.0317720.0001921s = 5.254s(1)对三个压强下的q (m3 m2)对瑚Aq(s m)作图如下:50004000300020001000-P=40KPaP=100KPa0 111110.050.100.150.200.250.30(2)
17、不同压力下测得的K值作lg Klg Ap曲线:p/kPa40701002/K18581.814213.710412.3K/(m2/s)qe/(m3 m-2)t e/s0.00010766 0.0344311.0170.00014070.00019210.033387.9190.031775.254由图可得 lg K = 0.619 x lg P - 4.97得 1- s = 0.619lg(2k) = -4.97所以 s = 0.381k = 1.62x 10-5六. 实验思考题1、为什么过滤刚开始时，滤液常常有点浑浊，而过段时间后才变清？答：因为刚开始过滤时形成的滤饼很薄，不能有效的截留住那
18、些粒径较小的颗粒，从而 使得刚开始过滤时生成的滤液有点浑浊。随着滤饼层的厚度增加，固体颗粒基本都被截留住， 因而滤液变清。2、实验数据中第一点有无偏低或偏高现象？怎样解释？如何对待第一点数据？答：第一点有偏高或偏低现象，因为刚开始过滤时过滤不太稳定，所以会出现偏低或 偏高现象。根据实验情况进行适当取舍。3、Aq取大些好还是取小些好？同一次实验中，Aq值不同，所得出的K值、q值会不会不同？作直线求K及qe值，直线为什么要通过矩形顶边的中点？答：Aq稍微取大一点好，因为Aq太小时，不容易计时，则会造成较大误差。同一次实验中，Aq值不同，所得出的K值、qe值会不同，因为恒压过滤过程中 滤液的量是逐渐减小的，所以词对K值、qe值有影响。因为Aq表示一段时间内的滤液的平均值，每个矩形框表示一段时间内对应的总滤液量，故应过矩形框的中点。4、滤浆浓度和过滤压强对K值有何影响？ 2Ap 答：由公式K = 二 =2kAP-知，滤浆浓度影响溶液的粘度，当过滤压力一定时， r V且滤饼为不可压缩，K值随滤浆浓度增加将减小；当滤饼不可压缩时，K值与过滤压强成非线性关系；当滤饼可压缩时，K值与过滤压强成线性关系。
