实验六恒压过滤常数的测定.doc

实验一实验目的 了解板框过滤机的构造、工艺流程和操作方法。测定恒压过滤的过滤常数K、，增进对过滤理论的理解和掌握。测定洗涤速率与最终过滤速率的关系。 二．基本原理 过滤过程是将悬浮液送至过滤介质的一侧，在其上维持比另一侧较高的压力，液体通过介质成为滤液，固体粒子则被截流逐渐形成滤饼。过滤速率由过滤压强差及过滤阻力决定。过滤阻力由滤布和滤饼部分组成。因为滤饼厚度随着时间而增加，所以恒压过滤速率随着时间而降低。 (1) 式中: V----时间内的滤液量,[m3] Ve----虚拟滤液体积,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] ----相当于得到滤液V所需要的过滤时间,[S] ----相当于得到滤液Ve所需要的过滤时间,[S] 上式也可写成: (2)只考虑介质阻力时： (3)对(1)式微分后得到： (4) 式中： ---过滤时间[s]； ---滤液体积[m3/m2]；---虚拟滤液体积[m3/m2];K ---恒压过滤常数[m2/s]; 该微分式为一直线方程。实验中代替，通过实验测定一系列的θ与q值，以为纵坐标，q为横坐标作图，可得一直线，直线的斜率为，截距为，进而求出恒压过滤常数K，虚拟滤液体积，将代入方程（）可求出虚拟过滤时间。 若在恒压过滤之前的时间内已通过单位过滤面积的滤液，则在至及至范围内将（）积分，整理后得 （） 与之间为线性关系，同样可求出K和。 2. 洗涤速率与最终过滤速率的测定 在一定的压强下，洗涤速率是恒定不变的，因此它的测定比较容易。它可以在水量流出正常后开始计量，计量多少也可根据需要决定。洗涤速率为单位时间所得的洗液量。 （） 式中：：洗液量[m3]；：洗涤时间[s]； 　　、均由实验测得，即可算出。 最终过滤速率的测定是比较困难的，因为它是一个变数，为测得比较准确，建议过滤操作要进行到滤框全部被滤渣充满以后再停止。根据恒压过滤基本方程，恒压过滤最终速率为 （） 式中： ：最终过滤速率； 　　　　　　：整个过滤时间内所得的滤液总量； 　　　　　　：整个过滤时间内通过单位过滤面积所得的滤液总量。 三．实验装置流程和主要设备 1. 实验装置流程 过滤实验装置的流程如下图所示。 图3- 过滤实验装置流程图 1.配浆槽 2.进浆截止阀 3.放气阀 4.贮浆罐 5滤浆进口阀 6.板框过滤机 7、8.滤液出口阀 9.计量桶 10.洗水罐进水阀 11.洗水罐 12.洗水进口阀 13.空气压缩机 14.压缩空气阀 15.配浆槽进水管 16.压力表 17.过滤减压阀 18、19.液位计 20.回浆阀 21.贮浆罐进气阀 22.洗水罐进气阀 23.贮浆罐液位计洗水管路24、25.排污阀 26、27.安全阀28.电动机 29.搅拌器 2. 主要设备 （1）配浆槽（容积约55升）1个。 （2）贮浆罐（容积73升）1个。 （3）洗水罐（容积10升）1个。 （4）板框过滤机1台。本机采用三种板（框）组成，即由过滤板（一钮板）、滤框（二钮板）、洗涤板（三钮板）组成。滤框厚20mm，若使用4个滤框，框的总容积为1.91×10-3m3，总过滤面积为0.191m2。 （5）计量筒 1个。它由互不相通的两部分筒体组成。各设有液位计和标尺，用来计量实验过程中的滤液量和洗涤液量。每部分筒体横截面为150×150mm2。 四．实验步骤 1．实验前准备 （1）配制滤浆。先将配浆槽槽底管口用胶塞塞住，将过秤好的MgCO3粉末配制成3～5％（质量）的滤浆溶液约50升。 （2）关闭贮浆罐4的排污阀24、回浆阀20，过滤机6右下方的滤浆进口阀5，打开进浆截止阀2及放气阀3，然后拔起配浆槽底的胶塞，将滤浆送入贮浆罐。注意贮浆罐前后各阀门的开启位置。 （3）关闭进浆截止阀2、放气阀3和洗水罐进气阀22，并打开贮浆罐进气阀21，启动搅拌器，使罐内MgCO3颗粒不致沉淀。 （4）按板框的编号顺序1-2-3-2-1排列过滤机的板与框。安装滤布时，须把滤布用水湿透，再将湿滤布覆以滤框的两侧，滤布孔要对准过滤机的孔道，表面要平整不起皱纹，然后用压紧螺杆压紧板与框。 2．开机实验 当一切准备工作做好并得到指导教师同意后方可开机实验。 （1）启动空压机13，打开压缩空气阀14，贮浆罐向系统送压缩空气。调节空气过滤减压阀17使其压强与选定的过滤压强一致。操作压强可取kgf/cm2。 （2）将计量桶9放置于过滤机的滤液出口处，调整好计量桶的原始液位，准备好秒表。（3）关闭洗水进口阀12，打开滤液出口阀7、8