板框过滤实验报告

1、板框过滤实验报告 作者: 日期: 2 得到一条斜率为二，截距为 K 实验五过滤实验 1实验目的 1.1 了解板框过滤机的构造、流程和操作方法。 1.2测泄某一压力下过滤分内工程中的过滤常熟K、qe、Te值，增进对过滤理论的理解。 1.3测定洗涤速率与最终过滤速率间的关系。 2实验原理 2.1过滤是以某种多孔物质为介质，在外力的作用下，使悬浮液中的连续相液体通过介质 的孔道，分散相固体颗粒被截留在介质上，从而实现固/液分离的操作。液体通过过滤介质 和滤饼空隙的流动是流体经过固泄床流动的一种具体情况，但过滤操作中的床层厚度不断增 加，在一立压差下，滤液通过床层的速率随过滤时间的延长而减小，即过滤操

2、作不属于泄态 过程。 在恒压过滤时，由于滤饼的增厚，过滤速率将随过滤时间的增加而降低。对滤饼的洗涤 过程，由于滤饼厚度不再增加，压差与速率的关系与固定床相同。 恒压过滤方程： (V+Vt.)2 =7G42(r + rJ V：在出寸间内获得的滤液量，沪 Vt_：形成滤布阻力的一层虑渣时得到的滤液量，即虚拟滤液体积，沪 A：过滤面积，亦 K：过滤常数，m2 Is T：过滤时间，S 0：相当得到滤液匕的过滤时间，S 上式两边除以得 (q + qj = K(r + ) q = -.单位过滤而积的滤液量rn/m2 A 么=冬，单位过滤而积上的当屋滤液量，m3/m2 A 2.2 测左 K、q“ tc： 测

3、与一系列的、Aq值.然后以/ q为纵坐标.以q为横坐标作图，即可以 Q的直线，则可以算出K. 4的值；再以q=0, t =0代入式子 （g+Q（F =K（r+c）便可以求出 2.3测左洗涤速率与最终过滤速率 洗涤速率： 匕：洗液量 口：洗涤时间，S 最终过滤速率： （dV _ KA? _ K 1石丿 e = 2（U +匕）= 2（。+么） V：整个过滤时间内所彳朋滤液总量， q ：整个过滤时间内通过单立过滤I（II积所得的滤液总、量，川/屛 3实验流程 Z 乂 图1实验装宜流程图 1 空气压缩机；2配浆槽；3压力表：4贮浆罐：5洗水罐：6 板框压滤机；7讣 量桶：8压缩空气进气阀；9一空气过滤

4、减压阀：10进浆阀；11、12压缩空气进口阀： 13进水阀：14 一安全阀：15 洗水进口阀：16 滤浆进口阀：17滤液岀口阀：18滤浆 岀口阀 4实验步骤 4.1将碳酸镁在储浆槽中加水配制成5.3%的悬浮液作滤浆，并在启动空压机前不停地搅 拌，防止固体沉淀： 4.2按板、框的钮数为1 一2 32 1一2321的顺序排列号板框过滤机。将滤布复 在2号板框两侧，使英表而平整，然后用压紧螺杆压紧板和框： 4.3启动空气压缩机，第一次控制压力在0. 06MPa; 4.4将计量筒放置在滤液出口出，记录液而的初始读数，准备好秒表： 4.5关闭洗水阀，打开滤液出口阀，开启滤浆进口旋塞，当有滤液连续流出时开

5、始记录时 间，il鱼筒中液而每上升3cm记录一次时间。记录时两人用秒表同时间隔记录： 4.6当流出的滤液呈细线状流出时，则过滤已完毕，停止计时，关闭进口旋塞： 4.7关闭进水阀，滤液岀口阀，开洗水进口阀进行洗涤。洗水从滤液出口处流岀时开始计 时，每上升3cm记录一次时间，记录两组数据即可。 4.8洗涤完毕后，关闭洗水进口阀等阀门，淸洗滤布，重新安装，调廿压力在0. 16MPa, 按上述操作再进行另一次实验。 5数据处理 过滤机类型：板框过滤机 滤框个数：8 滤布种类：帆布 滤框尺寸：170X 170mm 过滤总而积S=0. 191m: 滤浆需称：碳酸镁悬浮液5. 1% 温度：26.2摄氏度 表

6、1 0. 08MPa实验原始数据记录表 过滤圧 力 0.08 (MPa)表压A 二0. 191m2 序号 X h(mm) A h(mm) X V(m3) A V (m3) A i (s) q(m3/m2) 1 30 30 0. 0007 0.000675 4.81 0.00353403 2 60 30 0. 0014 0.000675 6 0.00706806 3 90 30 0. 0020 0.000675 8 0.01060209 4 120 30 0. 0027 0.000675 11.47 0.01413613 5 150 30 0. 0034 0.000675 12. 59 0.01

7、767016 6 180 30 0. 0041 0.000675 15 0.02120419 7 210 30 0. 0047 0.000675 16. 03 0.02473822 8 240 30 0. 0054 0.000675 17. 84 0.02827225 9 270 30 0. 0061 0.000675 17. 97 0.03180628 10 300 30 0. 0068 0.000675 19. 72 0.03534031 11 330 30 0. 0074 0.000675 21.29 0.03887435 12 360 30 0. 0081 0.000675 24.21

8、 0.04240838 13 390 30 0. 0088 0.000675 27. 09 0.04594241 14 420 30 0. 0095 0.000675 27. 34 0.04947644 15 450 30 0. 0101 0.000675 30. 78 0.05301047 16 480 30 0.0108 0.000675 33. 13 0.0565445 17 510 30 0. 0115 0.000675 36. 72 0.06007853 18 540 30 0.0122 0.000675 39. 35 0.06361257 19 570 30 0.0128 0.00

9、0675 43. 82 0.0671466 20 600 30 0.0135 0.000675 49.94 0.07068063 序号洗水量(ml)洗涤时间(s) 1 67562.46 2 67588.56 表2 0.16MPa的实验原始数据记录表 过滤压 力 0. 16 (MPa) （表压） A 二0. 191m: 序号 X h(mm) A h (mm) X V(m3) A V (m3) q(m3/m2) A r (s) 1 30 30 0. 0007 0.000675 0.003534031 6. 15 2 60 30 0. 0014 0.000675 0.007068063 6. 66

10、3 90 30 0. 0020 0.000675 0.010602094 7.81 4 120 30 0. 0027 0.000675 0.014136126 7. 13 5 150 30 0. 0034 0.000675 0.017670157 8. 28 6 180 30 0. 0041 0.000675 0.021204188 8. 34 7 210 30 0. 0047 0.000675 0.02473822 14. 03 8 240 30 0. 0054 0.000675 0.028272251 11 9 270 30 0. 0061 0.000675 0.031806283 15.

11、 22 10 300 30 0. 0068 0.000675 0.035340314 14. 68 11 330 30 0. 0074 0.000675 0.038874346 15. 72 12 360 30 0. 0081 0.000675 0.042408377 17. 25 13 390 30 0. 0088 0.000675 0.045942408 18. 56 14 420 30 0. 0095 0.000675 0.04947644 17. 43 15 450 30 0. 0101 0.000675 0.053010471 20. 56 16 480 30 0. 0108 0.0

12、00675 0.056544503 21.66 17 510 30 0. 0115 0.000675 0.060078534 20.91 18 540 30 0.0122 0.000675 0.063612565 20. 47 19 570 30 0. 0128 0.000675 0.067146597 26. 53 20 600 30 0.0135 0.000675 0.070680628 22. 69 21 630 30 0. 0142 0.000675 0.07421466 29. 09 22 660 30 0. 0149 0.000675 0.077748691 30. 75 洗水量

13、(ml) 洗涤时间 (s) 675 84.35 675 96.03 表3数据整理表 0.08 (MPa) 表压 0.16 (MPa) q(m3/m2) A q(ma/m2) A r/A q(s/m) q(m3/m2) q(m3/m2) r/A q(s/m) 0.00353403 0.003534031 1361.051852 0.003534031 0.003534031 1740.222222 0.00706806 0.003534031 1697.777778 0.007068063 0.003534031 1884.533333 0.01060209 0.003534031 2263.7

14、03704 0.010602094 0.003534031 2209.940741 0.01413613 0.003534031 3245.585185 0.014136126 0.003534031 2017.525926 0.01767016 0.003534031 3562.503704 0.017670157 0.003534031 2342.933333 0.02120419 0.003534031 4244.444444 0.021204188 0.003534031 2359.911111 0.02473822 0.003534031 4535.896296 0.02473822

15、 0.003534031 3969.97037 0.02827225 0.003534031 5048.059259 0.028272251 0.003534031 3112.592593 0.03180628 0.003534031 5084.844444 0.031806283 0.003534031 4306.696296 0.03534031 0.003534031 5580.02963 0.035340314 0.003534031 4153.896296 0.03887435 0.003534031 6024.281481 0.038874346 0.003534031 4448.

16、177778 0.04240838 0.003534031 6850.533333 0.042408377 0.003534031 4881.111111 0.04594241 0.003534031 7665.466667 0.045942408 0.003534031 5251.792593 0.04947644 0.003534031 7736.207407 0.04947644 0.003534031 4932.044444 0.05301047 0.003534031 8709.6 0.053010471 0.003534031 5817.718519 0.0565445 0.003

17、534031 9374.562963 0.056544503 0.003534031 6128.977778 0.06007853 0.003534031 10390.4 0.060078534 0.003534031 5916.755556 0.06361257 0.003534031 11134.59259 ( （注意：表中的点已经经过筛选：其中O.OSMPa删去最后两点，0.16MPa删去最后5点） Ar At s/m Ar At s/in 12000 y = 153481X + 653乡 10000 R2 = 0. 984 / / 8000 6000 4000 2000 0.010.0

18、20.030.040.050.060.07 -o. 01 o 图20.08MPa下过滤g图 q 7 AAA rVvv uccc y = 83598x + 1192.5 OVUU uccc y. CJvvU WOO QCCC OvvU CACC Jvuu 1 ccc ivuu IIIfl11 001 -0.01 001 0. 02 0. 050. 060. 07 图3 0.16MPa下过滤图 g 1 表3数拯讣算结果表 过滤压力 0.08MPa 0.16MPa K(m2/s) 1.30309 X IO5 2.392 X IO 5 qem3/m2) 4.26X10 3 0.01426 Te(S)

19、1.39 8.501 dr) E 1.6605 X10-5 2.484 X10-5 9.271 X IO 6 7.516 X IO 6 dr ) w L 0.555 0.3026 p/v E 计算过程举例: U=力 15()2 /1000000 =30 x15x15/10000 = 0.675L AV 0.675/1000 “ W A = =一00035340沪/加 0.191 在。枷册实验中芻=而將十58.234295” 在0.08MP的乂-“图直线方程为竺= 653.22+15348 k/ q3 K = 2/153481 = 1.30309x 5m2/s =截足巨 x K / 2 = 65

20、3.22/153481 = 4.26 x 1()3/ r =莖=(4.26x2)239, K 1.30309x105 dr)E =1.6605 xlO5 KA _1.30309xl0-5x 0.191 2(? +) 2 x(0.07068 + 4.26 x 10 3) 6.75 x IO4 62.46 6.75 x IO4 +88.56 )/2 = 9.217x10 dr 丿 (dV 9.217x10 1.66005x IO5 = 0.555 6结果讨论 （1）从表1、图2的数据可以看出，在同一压力的恒压过滤中，得到相同滤液 量的时间间隔随过滤的进行而不断增加；乂从表2、图3数据中得出，同一压

21、力 下， t/Aq随过滤时间的增加而增大。表明了过滤速度dq/d t随过滤时间的 增加而降低。这是由于在恒压过滤过程中，山于过滤压力和过滤介质阻力都不变, 影响过滤速度的主要因素是滤饼阻力。滤饼会随着过滤的进行而增厲，从而使滤 饼阻力的不断增加，最终导致了过滤速度随过滤时间的降低。 （2）从表1、表2的数据可以得出，不同的过滤压力下，得到同体积滤液量的 过滤时间不相同，而且，过滤压力较大其过滤相同滤液量的时间较小，也就是其 过滤速率较大。从图2和图3的比较中也可以发现，图3直线的倾斜要比图2 直线的倾斜度要小。表明了过滤速率随过滤推动力的增加而增加。过滤推动力是 影响过滤速率的因素之一。两次实验的过滤介质均为碳酸镁悬浮液，单位疗度滤 饼层的阻力可以看作为恒定，两次实验滤饼阻力的增加速率可以看作相等，即两 次实验只改变了过滤压力这一因素。所以得出过滤压力越大,过滤速率也会越大。 （3）但是在数据计算表中，0. 08MP&的洗涤速度大于0. 16MP&的洗涤速度， 与理论有所不同，造成这样的原因可能是在实验测量的时候，压力不能保持在误 差的范围之内，即在实验的过程中，圧力摆动太大，而造成引入过大的误差，这 样使得所得的数据有明显的波动性，以及会出现不符合实际的结果。 虽然在处理数据的时候已经将部分偏离太大的点除去，但仍然造成对实验的结 果以及讨论的影响。 （4）从表3数据可知，两次实