化工原理过滤实验报告

过滤实验一、 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，如图2-2-4-1所示，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2-2-4-2a）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2-2-4-1 板框结构示意图图2-2-4-2 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： （1）式中：V时间内所得滤液量m3 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m3 过滤时间s e获过滤液量Ve所需时间s A过滤面积m2 K过滤常数m2/s若令：q=V/A及qe=Ve/A，代入式（1）整理得： （2）式中：q时间内单位面积上所得滤液量m3/m2 qe虚拟滤液量m3/m2 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： 上式以增量代替微分： （3）式（3）为一直线方程，直线的斜率为，截距为，式中,q和q均可测定。以为纵坐标，q为横坐标作图如图2-2-4-3所示，由图中直线的斜率和截距便可求得K和qe值。常数e可在图上取一组数据代入式（3）求取，也可用下式计算： （4）最后就可写出过滤方程式（2）的型式。图2-2-4-3 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、 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2-2-4-4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2-2-4-4 板框过滤实验流程图四、实验步骤1、熟悉实验流程、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0.1MPa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，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、原始数据序号时间/sV体积差/L134.41.2274.31.23104.314124.915134.616145.41713918146.919144.8110148.4111147.4112165.1113149.7114152.11过滤面积A=边长*边长-d/4=0.12*0.12-3.*0.0275*0.275/4=0.m六、数据处理序号时间/sV体积差/LV/mq=V/A/qq/(m3/m2)两个相邻q的平均值q相邻的两个/q平均/q134.41.20.00120.395.0.0.395.274.31.20.00120.854.0.0.625.3104.310.0010.1439.0.0.1147.4124.910.0010.1724.0.0.1582.5134.610.0010.1858.0.0.1791.6145.410.0010.2007.39860.0.1932.713910.0010.1919.0.0.1963.8146.910.0010.2028.0.0.1973.9144.810.0010.1999.0.0.2013.10148.410.0010.2048.0.0.2023.11147.410.0010.2035.0.0.2041.12165.110.0010.2279.377640.0.2157.13149.710.0010.2066.0.0.2173.14152.110.0010.2099.1.1.2083.q1=q =VA=1.210-30.=0.0892 m3/m2 q=34.40.0892=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：由直线方程y = 665.52x + 1529.8与方程 相比较，得： 2/K=665.52 K = 0. m/s 2qe/K =1529.8 qe = 2.30 m/m = 2.30*2.30/665.52=0.079 s则过滤方程的具体形式为： 即： (q+2.30) =0.* (+0.079)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