1、13实验 3 恒压过滤常数的测定实验一、实验目的 了解板框过滤机的结构和操作方法。 在恒定压力下过滤并测定其过滤常数 、 、 。Keq 改变压力测定滤饼的压缩性指数 s 和物料常数 。 。k二、实验原理 恒压过滤常数 、 、 的测定方法Keq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的作用下液体通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质表面上，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，滤饼厚度增加，液体流过固体颗粒之间的孔道加长，而使流体流动阻力增加。故恒压过滤时，过滤速率逐渐下降
2、。随着过滤进行，若得到相同的滤液量，则过滤时间增加。恒压过滤方程（3-1）)()(2eeKq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实际过滤时间，s；虚拟过滤时间，s；e过滤常数，m 2/s。K将式（3-1）进行微分可得：（3-2）eqKdq2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 ，截dK2距为 ，从而求出 、 。至于 可由下式求出：eqK2Keqe（3-3）K2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：14（3-4） spkK12两边取对数(3-5)2lg(l)1(
3、lgks因 ，故 与 的关系在对数坐标上标绘时应是一条直线，直线的斜率为常 数rk1Kp，由此可得滤饼的压缩性指数 ，然后代入式（3-4）求物料特性常数 。s1s k三、实验装置实验设备：实验设备流程如图 3-1 所示，实验设备由调速器、电动搅拌器、板框过滤机、压紧装置、滤浆槽、旋涡泵、计量桶组成。2过滤、洗涤管路如图 3-2 示四、实验方法 滤浆槽内放有已配制有一定浓度的碳酸钙水悬浮液。用电动搅拌器进行搅拌使滤图 3-1 恒压过滤实验流程示意图1调速器;2电动搅拌器;3、4、6、11、14阀门;5、7压力表 8板框过滤机; 9压紧装置;10滤浆槽;12旋涡泵；13-计量桶 。15浆浓度均匀（
4、但不要使流体旋涡太大，使空气被混入液体的现象） 。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 处于全开、阀 4、6、11 处于全关状态。启动旋涡泵 12，调节阀门 3 使压力表 5 达到规定值。4.待压力表 5 稳定后，打开过滤入口阀 6 过滤开始。当计量桶 13 内见到第一滴液体时按表计时。记录滤液每增加高度 20mm 时所用的时间。当计量桶 13 读数为 160 mm 时停止计时，并立即关闭入口阀 6。5.打开阀门 3 使压力表 5 指示值下降。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。放出
5、计量桶内的滤液并倒回槽内，以保证滤浆浓度恒定。6.改变压力，从（2）开始重复上述实验。7.每组实验结束后应用洗水管路对滤饼进行洗涤，测定洗涤时间和洗水量。8.实验结束时阀门 11 接上自来水、阀门 4 接通下水，关闭阀门 3 对泵及滤浆进出口管进行冲洗。五、报告内容 由恒压过滤实验数据求出 、 、 的值。Keq 在对数坐标纸上标绘出 K 曲线并求出和p六、思考题 为什么每次实验结束后，都得把滤饼和滤液倒回滤浆槽内？ 过滤压强和过滤浓度对的影响？七、实验结果实验数据表 表 1：过滤实验原始及整理数据表=0.05MPap序号 高度 q（m/m） （m/m）q时间(s) (s) /q1 50 0 0
6、.009 0.00 37.26 1980.2522 60 0.0188 0.028 37.26 40.37 2145.5383 70 0.0376 0.047 77.63 44.78 2379.9164 80 0.0564 0.066 122.41 54.25 2883.2175 90 0.0753 0.085 176.66 61.02 3243.0216 100 0.0941 0.103 237.68 65.53 3482.7137 110 0.1129 0.122 303.21 75.46 4010.4628 120 0.1317 0.141 378.67 79.67 4234.219 1
7、30 0.1505 0.160 458.34 87.45 4647.69210 140 0.1693 0.179 545.79 95.04 5051.07711 150 0.1882 640.83 =0.MPap序号 高度 q（m/m） （m/m）q时间(s) (s) /q161 50 0 0.009 0.00 33.81 1796.8952 60 0.0188 0.028 33.81 28.55 1517.3433 70 0.0376 0.047 62.36 32.64 1734.7134 80 0.0564 0.066 95.00 35.02 1861.2035 90 0.0753 0.0
8、85 130.02 41.23 2191.2456 100 0.0941 0.103 171.25 42.58 2262.9937 110 0.1129 0.122 213.83 47.71 2535.6368 120 0.1317 0.141 261.54 52.06 2766.8259 130 0.1505 0.160 313.60 55.18 2932.64310 140 0.1693 0.179 368.78 58.43 3105.37111 150 0.1882 427.21 =0.MPap序号 高度 q（m/m） （m/m）q时间(s) (s) /q1 50 0 0.009 0.0
9、0 18.75 996.50352 60 0.0188 0.028 18.75 22.34 1187.3013 70 0.0376 0.047 41.09 16.63 883.83224 80 0.0564 0.066 57.72 25.17 1337.7065 90 0.0753 0.085 82.89 28.61 1520.5316 100 0.0941 0.103 111.50 28.94 1538.077 110 0.1129 0.122 140.44 32.96 1751.728 120 0.1317 0.141 173.40 40.28 2140.7559 130 0.1505 0
10、.160 213.68 39.52 2100.36410 140 0.1693 0.179 253.20 43.52 2312.95111 150 0.1882 296.72 表 2 实验结果表序号 斜率 截距压差（） K qe e1 18697 1646 50000 0.0001070 8.80E-02 7.25E+012 9321 1393 100000 0.0002146 1.49E-01 1.04E+023 8305 795 150000 0.0002408 9.57E-02 3.81E+01物料常数 k=3.0*10-7 ；压缩性指数 s=0.6818图 3-3 / qq 曲 线y = 9321.3x + 1393.5y = 8305x + 795.65y = 18697x + 1646.901000200030004000500060000.000 0.050 0.100 0.150 0.200q (m3/m2)/q (m3/m2)15
