化工原理过滤实验报告.pdf

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1、恒压过滤实验恒压过滤实验一、实验目的一、实验目的1、熟悉板框压滤的构造和操作方法；2、测定恒压过滤方程中的常数。二、实验原理二、实验原理板框压滤是间歇操作。一个循环包括装机、压滤、饼洗涤、卸饼和清洗五个工序。板框机由多个单元组合而成，其中一个单元由滤板、滤框、洗板和滤布组成，板框外形是方形，板面有内槽以便滤液和洗液畅流，每个板框均有四个圆孔，其中两对角的一组为过滤通道，另一组为洗涤通道。滤板和洗板又各自有专设的小通道。图中实线箭头为滤液流动线路，虚线箭头则为洗液流动路线。框的两面包以滤布作为滤面，滤浆由泵加压后从下面通道送入框内，滤液通过滤布集于对角上通道而排出，滤饼被截留在滤框内，如图11

2、所示。过滤完毕若对滤饼进行洗涤则从另一通道通入洗液，另一对角通道排出洗液，如图 2-2-4-2b）所示。图 11过滤和洗涤时液体流动路线示意图在过滤操作后期，滤饼即将充满滤框，滤液是通过滤饼厚度的一半及一层滤布而排出，洗涤时洗液是通过两层滤布和整个滤饼层而排出，若以单位时间、单位面积获得的液体量定义为过滤速率或洗涤速率，则可得洗涤速率约为最后过滤速率的四分之一。恒压过滤时滤液体积与过滤时间、过滤面积之间的关系可用下式表示：22(V Ve)KA(e)（1）化工原理过滤实验报告式中：V时间内所得滤液量m Ve形成相当于滤布阻力的一层滤饼时获得的滤液量，又称虚拟滤液量m 过滤时间se获过滤液量 Ve

3、所需时间s A过滤面积m K过滤常数m/s若令：q=V/A 及 qe=Ve/A，代入式（1）整理得：2(q qe)K(e)（2）2233式中：q时间内单位面积上所得滤液量m/m qe虚拟滤液量m/m 3232 K、qe和e统称为过滤常数。式（2）为待测的过滤方程，因是一个抛物线方程，不便于测定过滤常数。为此将式（2）微分整理得：d22q qedqKK上式以增量代替微分：22q qe（3）qKK2，截距为2qe/K，式中,q 和 q 均可测K式（3）为一直线方程，直线的斜率为定。以为纵坐标，q 为横坐标作图如图 12 所示，由图中直线的斜率和截距便可求得Kq和 qe值。常数e可在图上取一组数据代

4、入式（3）求取，也可用下式计算：e qe2/K（4）最后就可写出过滤方程式（2）的型式。图 12方程（3）图解；板框压滤是间歇式操作，始点和终点数据误差较大，作图时应舍去。又因式（3）中q与 q 为阶梯型函数关系，故作图时先作阶梯线，后经各阶梯水平线中点联直线以求取过滤操作线。三、三、实验流程实验流程实验流程由贮槽、齿轮泵和板框机等组成。滤液量用容量法或重量法测定，如图13所示。请注意：齿轮泵是正位移泵，泵出口必须设回流管路进行流量调节。1滤浆槽 2齿轮泵 3电动机 4回流阀 5调节阀6压力表 7板框机 8压紧螺旋 9容器 10磅称图 13板框过滤实验流程图四、实验步骤四、实验步骤1、熟悉实验

5、流程、板框结构、排列方法。2、浸湿滤布，拉平后装机，框数宜取两个，螺旋压紧，要保证进滤浆及出滤液的路线畅通，并且板框之间逢隙不漏液。3、在滤浆槽 1 内配制 10%左右的碳酸钙水溶液 50 公斤，先人工搅拌均匀，后关调节阀5，开回流阀 4，启动齿轮泵 2（先转动靠背轮是否灵活后合电开关），进行回流搅拌。&4、作好滤液流量测定准备（用定容量计时法，即滤液每流出1 升，计时1 次，时间单位为秒）。5、打开调节阀 5，关小回流阀 4，把滤浆送进压滤机 7，压力表 6 读数要稳定在左右，过程中若压力指示有波动，可用阀4 和阀 5 调节使之稳定。6、当滤液出口处滤液呈滴状慢慢滴出时可停止操作，结束实验，

6、先停齿轮泵，后松开机头，取出滤饼放置盘上，清洗滤布和全机。7、取框 1 块测量面积，并计算总过滤面积。8、记下操作压力和滤液温度。9、归还所借秒表，清理现场。五、原始数据五、原始数据序号时间/s1234：567891011121314139V体积差/L11111【1111111过滤面积 A=边长边长-d/4=六、数据处理六、数据处理序 V体积差/L V/mq=V/A/qq/(m3/m2)两个相邻 q的平均值 q相邻的两个/q 平均/q号时间/s12,31￥4&110.5617139181%910.（1011111210.131,141q1=q=A=34.4V1.21030.013806=0.0

7、892 m3/m2q=0.0892=395.77sm2/m3同理可求得其他各组数据，见上表，用计算机画出与 q 的线性曲线，如下图所示：q2500y=665.52x+1529.8200015001000500000.511.5由直线方程 y=+与方程系列1线性(系列1)22qqe相比较，得：qKK 2/K=K=m/s 2qe/K=qe=m/m2e qe/K=s2则过滤方程的具体形式为：(q qe)K(e)即：(q+=(+七.结果讨论（）从上面的数据及所作出的图来看，本次实验存在一定误差，可能有几个方面的原因：从实验数据上来看：虑浆非常的稀，滤液流出的速度比较慢，用定容量计时法，由于人为操作原因，所量取的一升滤液不够精确，也有些流到了地面；以及计时者的反应时间带来实验误差。本次实验中即使滤布夹得很紧但是还存在着漏水现象，滤液流完时，并不是很澄清，使得实验误差很大。滤液流出速度慢也是实验产生误差的原因。（）思考题：答:在实验中提高板框压滤机的生产能力的方法有：凡是能提高过滤速度、减少过滤洗涤时间和压滤机重装时间的方法都可行，如：1、提高过滤速度；增大过滤压差；提高滤液温度，减小滤液黏度；对于可压缩滤渣可加入助滤剂，提高滤饼刚性，降低滤饼阻力。2、减少洗涤时间，洗涤液的选择上，可进行实验选择。3、减少重装时间，寻找最简单有效地重装过程。