1、 恒压过滤常数测定（板框过滤）实验装置说明书1天津大学化工基础实验中心201306一、实验目的： 1.掌握恒压过滤常数 、 、 的测定方法，加深对 、 、 概念和影KeqKeq响因素的理解。2.学习滤饼的压缩性指数 s和物料常数 的测定方法。k3.学习 一类关系的实验确定方法。qd4.学习用正交试验法来安排实验，达到最大限度地减小实验工作量的目的。5.学习对正交试验法的实验结果进行科学的分析，分析出每个因素重要性的大小，指出试验指标随各因素变化的趋势，了解适宜操作条件的确定方法。二、实验内容：1.测定不同压力实验条件下的过滤常数 、 、 。Keq2.根据实验测量数据，计算滤饼的压缩性指数 s和
2、物料特性常数 k。三、实验原理：过滤是利用过滤介质进行液固系统的分离过程，过滤介质通常采用带有许多毛细孔的物质如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。含有固体颗粒的悬浮液在一定压力作用下，液体通过过滤介质，固体颗粒被截留，从而使液固两相分离。在过滤过程中，由于固体颗粒不断地被截留在介质表面上，滤饼厚度逐渐增加，使得液体流过固体颗粒之间的孔道加长，增加了流体流动阻力。故恒压过滤时，过滤速率是逐渐下降的。随着过滤的进行，若想得到相同的滤液量，则过滤时间要增加。恒压过滤方程)()(2eeKq（1） 式中： 单位过滤面积获得的滤液体积，m 3 / m2；q单位过滤面积上的虚拟滤液体积，m 3 / m2；e实际过滤时
3、间，s；虚拟过滤时间，s；e过滤常数，m 2/s。K2将式（1）进行微分可得： eqKdq2（2）这是一个直线方程式，于普通坐标上标绘 的关系，可得直线。其斜率为 ，qd 2截距为 ，从而求出 、 。至于 可由下式求出： （3）eqK2Keqe eeK2注：当各数据点的时间间隔不大时， 可用增量之比 来代替。dqq过滤常数的定义式： （4） spk12两边取对数 （5） )2lg(l)(lgkK因 ，故 与 的关系在对数坐标上标绘时应是一条直线，直线的常 数rk1p斜率为 ，由此可得滤饼的压缩性指数 ，然后代入式（4）求物料特性常数 。ss k四、实验装置的基本情况1.实验装置流程示意图（如图
4、一所示）：图-1 实验装置流程示意图1-调速器；2-电动搅拌器；3、5、6、7、9、16-阀门；4-虑浆槽；8-压力表；10-泥浆泵；11-后滤液入口阀；12-前滤液入口阀；13-后滤液出口阀；14-前滤3液出口阀； 15-滤液槽； 17-过滤机组；18-压紧装置；19-反洗水箱；如图-1 所示，滤浆槽内配有一定浓度的轻质碳酸钙悬浮液（浓度在 6-8%左右） ，用电动搅拌器进行均匀搅拌(以浆液不出现旋涡为好)。启动旋涡泵，调节阀门 3使压力表 5指示在规定值。滤液量在计量桶内计量。实验装置中过滤、洗涤管路分布如图-2 所示图-2 板框过滤机固定头管路分布图2.实验设备主要技术参数：表-1 实验
5、设备主要技术参数序号 名称 规格 材料1 搅拌器 型号: KDZ-12 过滤板 160*180*11（mm） 不锈钢3 滤布 工业用4 过滤面积 0.0475m25 计量桶 长 327mm、宽 286mm3.实验装置面板图（如图-3 所示）：4图-3 设备仪表面板示意图五、实验方法及操作步骤：1.系统接上电源，打开搅拌器电源开关，启动电动搅拌器 2，将滤液槽 4内浆液搅拌均匀。2板框过滤机板、框排列顺序为固定头-非洗涤板（ ）-框（ ）-洗涤板（）-框（ ）-非洗涤板（ ）-可动头。用压紧装置压紧后待用。3使阀门 3、5、13、14 处于全开、阀门 6、 、7、11、9、12、16 处于全关状
6、态。启动旋涡泵 10，打开阀门 9，利用调节阀门 3使压力达到规定值。4待压力表 8数值稳定后，打开过滤后滤液入口阀 11开始过滤。当计量桶15内见到第一滴液体时开始计时，记录滤液每增加高度 10mm时所用的时间。当计量桶 15读数为 150 mm时停止计时，并立即关闭后进料阀 11。5打开阀门 3使压力表 8指示值下降，关闭泵开关。放出计量桶内的滤液并倒回槽内，保证滤浆浓度恒定。6洗涤实验时关闭阀门 5、3，打开阀门 6、7、9。调节阀门 7使压力表 8达到过滤要求的数值。打开阀门 13、12，等到阀门 13有液体流下时开始计时，洗涤量为过滤量的四分之一。实验结束后，放出计量桶内的滤液到反洗
7、水箱内。7开启压紧装置卸下过滤框内的滤饼并放回滤浆槽内，将滤布清洗干净。 。8改变压力值，从步骤 2开始重复上述实验。六、操作注意事项： 1过滤板与过虑框之间的密封垫注意要放正，过滤板与过滤框上面的滤液进出口要对齐。滤板与虑框安装完毕后要用摇柄把过滤设备压紧，以免漏液。52计量桶的流液管口应紧贴桶壁，防止液面波动影响读数。3由于电动搅拌器为无级调速，使用时首先接上系统电源，打开调速器开关，调速钮一定由小到大缓慢调节，切勿反方向调节或调节过快以免损坏电机。4启动搅拌前，用手旋转一下搅拌轴以保证启动顺利。七、附数据处理过程举例（数据表见附表）：过滤常数: K，q e， e 的计算举例（以第一套 0
8、.05Mpa第 2组为例）已知过滤面积: A0.0475m 2 V=SH=0.2860.3270.01=9.35210 -4（m 3）q=V/A=9.35210 -4/0.0475=0.0197（m 3/m2）= 48.61-16.02 =32.59（S）32.59/（0.0595-0.0397）=1.64310 3q )/(05.29.037.2233 m从 关系图上直线得：q斜率: 26955 K7.4210 -5 m3/m2截距: 336.23 q e0.0125 (m 3/m2)eq2 e = q2e /K=0.01252/7.4210-5 =2.10按以上方法依次计算 关系图上直线的
9、过滤常数，6表-2 过滤实验数据表0.05MPa 0.10MPa 0.15Mpa序号 高度Q（ m/m）Qav（ m/m） 时间 (s) (s) /q 时间 (s) (s) / q 时间 (s) (s) / q2345678910111表-3 过滤实验物料常数压缩性指数数据表序号 斜率 截距 压差(Pa) K(m3/m2.s) qe(m3/m2) e(s)123物料常数 k=3.0*10-8 ；压缩性指数 s=0.28 / qq 曲 线y =16781x +132.04y =1257x +143.45y =2695x +36.2301020304050600.00.200.400.600.800.100.1200.1400.1600.1800.20q (m3/m2)/q (m3/m2)0.5Mpa 0.10MPa 0.15MPa线 性(0.15MPa)线 性(0.5Mpa)图-4 / qq 曲线 P-K 曲 线y =3E-08x0.72040.010.010.01100 100 100 P （ MPa）K （m3/m2）图-5 P-K 曲线2
