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实验三、恒压过滤实验.doc

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1实验三、恒压过滤实验一、实验目的1、熟悉过滤的工艺流程。2、掌握过滤的操作及调节方法。3、掌握恒压过滤常数 、 、θ e 的测定方法,加深对过滤的理解和掌握。二 、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。过滤操作通常分为恒压过滤和恒速过滤。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,而使流体阻力增加,故恒压过滤时,过滤速率逐渐下降。随着过滤进行,若得到相同的滤液量,则过滤时间增加。如果要维持过滤速率不变,就必须不断提高滤饼两侧的压力差,此过程称为恒速过滤。恒压过滤方程(V+V e) 2=KA 2(θ+ θ e) (1 )V—滤液体积,m 3θ-过滤时间,sVe-过滤介质的当量滤液体积,m 3θ e -于得到当量滤液体积 Ve 相应的过滤时间,sA-过滤面积,m 2K—过滤常数,m 2/s; 为了便于测定过滤常数 K、q e、θ e,将式(1) 以单位过滤面积表示的恒压过滤方程为:(2)式中: —单位过滤面积获得的滤液体积,m 3 / m2;—单位过滤面积上的虚拟滤液体积,m 3 / m2;—实际过滤时间, s;—虚拟过滤时间,s;—过滤常数,m 2/s。将式(2)进行微分可得: (3)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 ,截距为 ,从而求出 、 。至于 可由下式求出: (4)当各数据点的时间间隔不大时, 可用增量之比 来代替, 则方程式(3 )变为:2三、实验装置3.1 设备的主要技术数据1.过滤板: 规格: 160*180*11(mm) 。2.滤布:型号 工业用;过滤面积 0.0475m2。3.计量桶: 长 327mm、宽 286mm。 3.2 设备的流程 流程图: (见图一)如图一所示,滤浆槽内配有一定浓度的轻质碳酸钙悬浮液(浓度在 2-4%左右) ,用电动搅拌器进行均匀搅拌(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。滤液在计量桶内计量。过滤、洗涤管路如图二示图一 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 。3四. 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 10 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 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 10mm 时所用的时间。当计量桶 13 读数为 150 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、使用实验设备应注意的事项1)过滤板与框之间的密封垫应注意放正,过滤板与框的滤液进出口对齐。用摇柄把过滤设备压紧,以免漏液。2)计量桶的流液管口应贴桶壁,否则液面波动影响读数。3)实验结束时关闭阀门 3。用阀门 11、4 接通自来水对泵及滤浆进出口管进行冲洗。切忌将自来水灌入储料槽中。4)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损坏电机。5)启动搅拌前,用手旋转一下搅拌轴以保证顺利启动搅拌器。六、原始实验数据表 1:过滤实验原始及整理数据表压强(Mpa)序号 高度 q(m/m) qav(m/m) 时间(s) q12…七、实验报告要求 1、将实验数据及计算结果整理列表,并以其中一组数据计算举例。 2、作图求出 、 、 。3、讨论实验结果。4、思考题(1)在过滤实验中,当操作压强增加一倍时,其K值是否也会增加一倍?当要得到同样的过滤量时,其过滤时间是否缩短了一半(2)为什么过滤开始时,滤液常有些混浊,经过一段时间后滤液才转清?3(3)哪些因素影响过滤
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