《过滤实验.docxVIP

华南农业大学过滤实验一、实验目的1. 了解板框过滤机的构造、流程和操作方法。2. 测定某一压力下过滤方程中的过滤常数K、qe、τe值，增进对过滤理论的理解。3. 测定洗涤速率与最终过滤速率间的关系。二、基本原理恒压过滤是在恒定压力下，使悬浮液中的液体通过介质（称为滤液），而固体粒子被介质截留，形成滤饼，从而达到液—固分离目的的操作。过滤速度由过滤介质两侧的压差及过滤阻力决定。因为过滤过程滤渣厚度不断增加，过滤阻力亦不断增大，故恒压过滤速度随过滤时间而降低。当过滤介质阻力及滤饼阻力均应计入时，恒压过滤方程如下： （1）式中：V—在τ时间内获得的滤液量，m3；Ve—虚拟滤液体积，它是形成相当于滤布阻力的一层滤渣时，应得到的滤液量，m3； A—过滤面积，m2; K—过滤常数，m2/s； τ—过滤时间，s； τe—相当于得到滤液Ve的过滤时间，s。式（1）中也可写成如下形式： （2）式中，q=V/A，是过滤时间为τ时，单位过滤面积的滤液量，m3/m2； qe= Ve/A，为单位过滤面积上的当量过滤量，m3/m2。 1、过滤常数K、qe、τe的测定方法将式（2）微分，得： （3）式（3）为一直线，以对q在普遍坐标纸上标绘，可得一直线。直线斜率为2/K，截距为，便可求得K、qe、τe。但难以测得，实际可用Δτ/Δq代替。即 （4）因此，只需在恒压下进行过滤实验，测取一系列的Δτ、Δq值，然后以为纵坐标，以q为横坐标（q取各时间间隔的平均值）作图，即可得到一直线。这直线的斜率为2/K，截距为，进而可算出K、qe的值；再以q=0，τ=0代入式（2），即可求得τe。2、洗涤速率与最终过滤速率的测定在一定压力下洗涤速率是恒定不变的。因此它的测定比较容易可以在水基流出正常后开始计量，计量多少可根据需要决定。洗涤速率为单位时间所得的洗液量。显然：= （5）式中：Vw—洗液量，m3；τw—洗涤时间，s。根据恒压过滤方程，可得恒压过滤方程的最终过滤速率为：= （6） 式中：V—整个过滤时间内所得的滤液总量； Q—整个过滤时间内通过单位面积所得的滤液总量。三、实验装置与流程本实验装置GL200B由空压机、配料槽、压力料槽、板框过滤机等组成，其流程示意如图1。MgCO3的悬浮液在配料桶内配制一定浓度后，利用压差送入压力料槽中，用压缩空气加以搅拌使MgCO3不致沉降，同时利用压缩空气的压力将滤浆送入板框压滤机过滤，滤液流入量筒计量，压缩空气从压力料槽上排空管中排出。板框压滤机的结构尺寸：框厚度20mm，每个框过滤面积0.0177m2，框数2个。空气压缩机规格型号：风量0.06m3/min，最大气压0.8MPa。空气压缩机压力罐安全阀压力表清水罐滤框滤板手轮通孔切换阀调压阀量筒配料罐地沟图1 板框压滤机过滤流程四、实验步骤1、实验准备（1）配料：在配料罐内配制含MgCO3 2%～3%Be的水悬浮液，MgCO3事先由天平称重，水位高度按标尺示意，桶身直径35mm。配制时，应将配料罐底部阀门关闭。（2）搅拌：开启空压机，将压缩空气通入配料罐（空压机的出口小球阀保持半开，进入配料罐的两个阀门保持适度开度），使MgCO3悬浮液搅拌均匀。搅拌时，应将配料罐的顶盖合上。（3）设定压力：分别打开进压力罐的三路阀门，空压机过来的压缩空气经各定值调节阀分别设定为0.1MPa和0.2MPa。设定定值调节阀时，压力罐泄压阀可略开。建议第一次操作压力控制在0.1MPa（表压），第二次控制在0.2MPa（表压）。（4）装板框：按板、框的钮数为1—2—3—2—1—2—3……的顺序排列好板框过滤机的板和框。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。滤布紧贴滤板，密封垫贴紧滤布，以免漏液，然后用压紧螺杆压紧板和框。（5）灌清水：向清水罐通入自来水，液面达视镜2/3高度左右。灌清水时，应将安全阀处的泄压阀打开。（6）灌料：在压力罐泄压阀打开的情况下，打开配料罐和压力罐间的进料阀门，使料浆自动由配料桶流入压力罐至其视镜1/2～2/3处，关闭进料阀门。2、过滤过程（1）鼓泡：通压缩空气至压力罐，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。（2）过滤：将中间双面板下通孔切换阀开到通孔通路状态。打开进板框前料液进口的两个阀门，打开出板框后清夜出口球阀。此时，压力表指示过滤压力，清夜出口流出滤液。每次实验应在滤液从汇集管刚流出的时候作为开始时刻，开始用秒表记录时间，计量筒中液面升至600ml记录一次时间，使时间不至于中断。即每次ΔV取600ml，记录相应的过滤时间Δτ。当滤液流速渐慢，呈细线状流出，表明滤渣已充满整个滤框，关闭滤浆进口阀门，停止过滤实验。量筒交换接滤液时不要流失滤液，等量筒内滤液静止后读出ΔV值，此外，要熟练双秒表轮流读数的方法。每个压力下