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板框压滤机最佳操作周期的计算.pdf

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板框压滤机最佳操作周期的计算.pdf

板框压滤机最佳操作周期的计算于明济南大学济南250002摘要通过对板框压滤机过滤过程的研究,引入了“当量非恒压过滤时间”的概念,推导出板框压滤机最佳操作周期的计算公式,并附有计算实例。关键词板框压滤机操作周期当量非恒压过滤时间板框压滤机具有操作压强高、适用范围广和便于操作等特点,广泛应用于工业生产。板框压滤机属间歇式过滤机,过滤、洗涤、卸渣、清洗和装合等阶段依次进行,组成一个操作循环。一个操作循环的时间称为操作周期,其中卸渣、清洗和装合的时间称为辅助时间,它与过滤机结构、滤浆性质、操作水平和自动化程序有关。当上述因素一定时,辅助时间为定值,而过滤时间是人为选择的。若过滤时间过长,因滤渣较厚使过滤速率较小,导致洗涤时间加长,生产能力较小;相反,若过滤时间过短,因其在一个操作周期中所占比例较小,生产能力也较小。因此,存在一个使生产能力最大的最佳操作周期。1对过滤阶段的研究过滤压强ΔP随时间τ的变化如图1所示。开始过滤时压强为零,至τ1时滤框被滤浆充满,压强开始增大,同时有滤液产生,此时为防止细小颗粒穿过滤布或堵塞滤布孔隙,通常先在较小压强下操作,随滤渣厚度增加压强逐渐增大,至τ3时压强升至规定值,其后恒压过滤至结束。图1过滤压强变化示意图滤液体积随时间的变化见图2。由于τ1至τ3内过滤压强与时间的关系难以找到普遍的定量关系式表示,故令此段时间的滤液体积等于在恒压过滤阶段压强下过滤τ2时间得到的滤液体积,则整个过滤阶段的滤液体积等于恒压过滤τ2+(τ-τ3)时间所得的滤液体积,于是可在0至τ2和τ3至τ这两段时间内用恒压过滤方程计算。图2滤液体积变化示意图2公式推导211过滤阶段若将V3视为恒压过滤τ2时间所得,由恒压过滤方程知V23+2VeV3=KA2τ2(1)对恒压过滤阶段,将过滤速率方程式dVdτ=KA22(V+Ve)(2)整理积分∫VV3(V+Ve)dV=KA22∫ττ3dτ得V2-V23+2Ve(V-V3)=KA2(τ-τ3)(3)将(1)、(3)两式相加得τ=V2+2VeVKA2+τF(4)式中,τ为过滤时间,s;V为滤液体积,m3;Ve为过滤介质的当量滤液体积,m3;K为过滤常数,m2/s;A为过滤面积,m2;τF等于τ3-τ2,将过滤视为恒压过滤的非过滤时间,称为当量非恒压过滤时间,s。212洗涤阶段此阶段为恒压操作,洗涤速率为最终过滤速率的1/4,洗水体

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