1、化 工 原 理 实 验 报 告实 验 名 称 ： 恒压过滤常数测定实验（） 学 院： 化学工程学院 专 业： 化学工程与工艺 班 级： 化工 091 班 姓 名： 黄康康 学 号： 09402010128 序号： 26 同组者姓名： 戴梨勇、董孝石 指 导 教 师 ： 鲁丰乐 日 期： 2011 年 10 月 10 日 1一、 实验目的1 熟悉板框压滤机的结构和操作方法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 e、 e；4 了解操作压力对过滤速率的影响；5 学会有关测量与控制仪表的使用方法。二、 实验原理由恒压过滤方程： Kqe2式中：q 单位过滤面积所得滤液体积，
2、m 3/ m2； 过滤时间， s；K 恒压过滤常数，m 2/s; qe 反映过滤介质阻力的常数，m 3/ m2 。微分得： Kdqe将上式写成差分形式，则： e2式中： q 每次测定的单位过滤面积滤液体积，m 3/ m2； 每次测定滤液体积 q所对应的时间间隔，s； 相邻二个 q 值的平均值，m 3/ m2。以 /为纵坐标， 为横坐标，将上式标绘成一直线，由该直线的斜率和截距可求出过滤常数 K和 qe，而虚拟过滤时间e qe2/K 也可将恒压过滤方程变为： Ke1以 q/为纵坐标，q 为横坐标，绘成一直线，由直线的斜率和截距求出过滤常数 K 和 qe。改变过滤压差p，可测得不同的 K 值，由
3、K 的定义式 spk1)(2两边取对数得：lg()pls1lg在实验压差范围内，若 k 为常数，则 lgKlg( p)的关系在直角坐标上是一条直线，斜率为（1-s） ，可得滤饼压缩性指数 s。三、 实验装置流程示意图2四、 实验步骤（1）在配料槽内配制含 CaCO3 约 10（质量）的水悬浮液。（2）开启空压机，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）在压力料槽排气阀打开的情况下，打开进料阀门，使料浆自动由配料槽流入压力
4、贮槽至其视镜 1/2 处左右，关闭进料阀门。（5）通压缩空气至压力贮槽，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）调节压力贮槽的压力到需要的值。首先，分别设定三个压力定值阀来维持恒定的压力（一旦调定压力不要再动） ，再开启相应的电磁阀，通过调节压力贮槽上方排气阀开度的大小进行压力细调。每次实验，应有专人调节压力并保持恒压。最大压力不要超过 0.3MPa。（7）一切准备就绪后，打开过滤机的进料阀及滤液出口阀，开始实验。准备好秒表和量筒，滤液从汇集管中流出时开始用秒表计时，同时用量筒计量滤液量，每隔一定时间间隔，记录相应的滤液量，注意秒表不要中断。第一个压力下的实验做完
5、后，卸料、清洗、重新装合，开启相应的电磁阀进行下一个压力下的实验。（8）实验结束后关闭仪表电源、总电源，将滤液及滤饼重新倒入配料槽内（为下次实验备用） ，清洗滤框、滤板、滤布，注意滤布不要折，最后清理实验现场。五、 实验注意事项1. 实验前应先测量板框面的面积以便计算 q 值；32. 将压缩空气通入料槽时，应缓慢开启阀门，否则容易引起冲料。六、 原始实验数据（附页，需指导教师签字）七、 数据处理桶的质量：0.431kg过滤面积：板框过滤机的面积 A=0.15*0.17*2*2=0.102 m2 (因为有两个滤框)水的密度 =1000kg/m3,根据 q=（m 过滤量 -m 桶 ）/）/A 计算
6、得到 q表 1：过滤压强差 p1=0.1Mpa过滤时间（s）过滤量（Kg） q（m 3 / m2） q（m 3 / m2） /q（s*m 2 ）/ m 3）30 4.744 0.0465 0.0465 645.1660 2.576 0.0253 0.0718 1185.7790 2.755 0.0270 0.0988 1111.11120 2.521 0.0247 0.1235 1214.57150 1.813 0.0178 0.1413 1685.39180 2.062 0.0202 0.1615 1485.15210 1.894 0.0186 0.1801 1612.90240 1.737
7、 0.0170 0.1971 1764.71270 1.616 0.0158 0.2129 1898.73300 1.700 0.0167 0.2296 1796.41330 1.754 0.0172 0.2468 1744.19根据上表数据可绘制拟合曲线的得到过滤常数值：4图 表 标 题y = 5344.6x + 636.85R2 = 0.8295050010001500200025000 0.1 0.2 0.3q/q / q-q关 系 图线 性 ( / q-q关 系 图 )由上图可得斜率=5344.6，截距=636.85，则 K=3.742*10-4, qe =0.119, e =318.
8、43表 2：过滤压强差 p2=0.14Mpa过滤时间（s）过滤量（Kg） q （m 3 / m2） q（m 3 / m2） /q（s*m 2 ）/ m 3）30 3.712 0.0364 0.0364 824.1860 3.310 0.0325 0.0689 923.0890 2.725 0.0267 0.0956 1123.60120 2.284 0.0224 0.1180 1339.29150 2.119 0.0208 0.1388 1442.31180 1.953 0.0191 0.1579 1570.68210 1.803 0.0177 0.1756 1694.92240 1.589
9、0.0156 0.1912 1923.08270 1.579 0.0155 0.2067 1935.48300 1.638 0.0161 0.2228 1863.35由表 2 数据可绘制拟合曲线的得到过滤常数值：5图 表 标 题y = 6542.6x + 540.25R2 = 0.9687050010001500200025000 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25q/q / q-q关 系 图线 性 ( / q-q关 系 图 )由上图可得斜率=6542.6，截距=540.25，则 K=3.057*10-4, qe =0.083, e =270.12表 3：过滤压强差 p3=0.183
10、Mpa过滤时间（s）过滤量（Kg） q （m 3 / m2） q（m 3 / m2） /q（s*m 2 ）/ m 3）30 5.244 0.0514 0.0514 583.6660 3.980 0.0390 0.0904 769.2390 3.399 0.0333 0.1237 900.90120 3.034 0.0297 0.1534 1010.10150 2.687 0.0263 0.1797 1140.68180 2.603 0.0255 0.2052 1176.47210 2.144 0.0210 0.2262 1428.57240 2.080 0.0204 0.2466 1470.5
11、9270 1.939 0.0190 0.2656 1578.95300 1.782 0.0175 0.2831 1714.29由表 3 数据可绘制拟合曲线的得到过滤常数值：6 / q-q关 系 图y = 4740.1x + 312.14R2 = 0.983305001000150020000 0.1 0.2 0.3q/q / q-q线 性 ( / q-q)由上图可得斜率=4740.1，截距=312.14，则 K=4.219*10-4,qe=0.066, e=156.08.八、 实验结果分析与讨论1. 本实验通过测量单位时间滤液量计算过滤常数，根据图表数据来看，第一组实验的数值变化较大，二、三组
12、数据较稳定，误差相对较小，基本符合实验要求。2. 实验的误差可能来自仪器以及实验记录时操作的误差，因此需多做几组减小偶然误差。九、 思考题解答1当你在某一恒压下所测得的 K、qe、e 值后，若将过滤压强提高一倍，问上述三个值将有何变化？答：由 K 值计算式可得，过滤压强提高一倍， K 提高到原来的 2（1-S）倍。qe 是由介质决定，与压强无关。根据 e=qe/K 知， e 是变为原来的 1/2。qe 和 e 是反映过滤介质阻力大小的常数，为常数(本实验默认滤饼不可压缩， S=0)。2影响过滤速率的主要因素有哪些？ 答：过滤压强、过滤介质、过滤面积。3为什么过滤开始时，滤液常常有点浑浊，而过段时间后才变清？答：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。
