板框、吸收实训指导

1、板框压滤机实训指导一、目的1了解板框过滤机的结构，掌握其操作方法；2. t解板框压滤机工作 11常见故障及排除手段3. 理解影响板框压滤机性能的因素。二、基本原理过滤是以某种多孔物质作为介质來处理悬浮液的操作。在外力作卅下，悬浮液屮的液体 通过介质的孔道而固体颗粒被截留下来，从而实现同液分离。过滤操作屮，随着过滤过程的 进行，固体颗粒层的厚度不断增加，故在恒压过滤操作中，过滤速率不断降低。影响过滤速率的主耍因素除压强差、滤饼厚度外，述有滤饼和悬浮液的性质，悬浮液温 度，过滤介质的阻力等，在低雷诺数范围内，过滤速率计算式为：u：过滤速度，m/se：床层空隙率，m3/m3a：颗粒的比表而积，m2/

2、m3l：床层厚度，m由此可以导出过滤基本方程式:k：康采尼常数,层流时,k=5.0m：滤液粘度，pasap：过滤的压强差，padv _ a2s d i /.ir v(v 4- ve)v：过滤体积，m3a：过滤面积，m2 r：滤饼比阻,1/m2, r=5.0a2(l-s)2/e3v：滤饼体积与相应滤液体积之比，无因次t：过滤时间，svc：虚拟滤液体积，r :单位压强下的比阻，l/n?, r= r ap$s：滤饼压缩性指数，无因次，一般s=01,对不町压缩滤饼，s = 0 悝压过滤时，令k=l/gr v, k=2kap1_s, q=v/a, qc=ve/a,对式积分得:(q+qc)2=k(i+t：

3、c)k、q、qe三者总称为过滤常数，由实验测定。对(3)式微分得： 2(q+qc)dq=kdt 丁dr 22 c= = pqyqe 丿用/q代替dr/dq,在恒压条件下，用秒表和虽筒分别测定一系列时间间隔©,和 对应的滤液体积",可计算出一系列q,在直角坐标系中绘制/qq的函 数关系，得一直线，斜率为2/k,截距为2qe/k,可求得k和 再根据tc=qc2/k,可得g 改变过滤压差ap,可测得不同的k值，由k的定义式两边取对数得：lgk=(l-s)lg(ap)+lg(2k)(5)在实验压差范围内，若k为常数，则lgklg(ap)的关系在直角处标上应是一条直线，斜率 为(1-

4、s), nj*得滤饼压缩性指数s,进而确定物料特性常数k。三、实验装置与流程实验装置如图11所示:28272625图11板框压滤机过滤流程1 可移动框架2阀2 3止冋阀4-压力料罐5排污阀 手轮10 板框组11 板框进口压力表12 阀16-阀7及2#电磁阀23 阀 10 24阀 11控制柜面板图如图17 阀6及1#电磁阀25 阀 5 26 阀 41213 阀18 配料槽27阀 36 放空阀7玻璃视镜8 压力表9压紧1314-压力定值调节阀15阀8及3#电磁阀19-出液口 20-指示尺21-进水口 22-阀928 阀 11-2：图1-2控制柜面板图1 仪表电源开关2空压机电源开关3j#电磁阀电源

5、开关4-2#电磁阀电源开关5-3# 电磁阀电源开关6电子天平通讯串口 7智能仪表通讯串口 8压力显示仪9空气 开关caco3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屮，用压缩空气搅 拌，同吋利用压缩空气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 槽排空管排出。板框压虑机的结构尺寸：框厚度11mm,过滤总面积0.047lm2o空气压缩机规格型号：v 0.08/8,最大气压0.8mpaous实验步骤与注意事项（一）实验步骤：1. 配制含caco33%5% （wt%）的水悬浮液。2. 开启空压机，关闭阀1、阀4、阀5,打开阀3、阀2,将压缩空气通入配料槽， 使cacc

6、h悬浮液搅拌均匀。3. 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（注意: 用螺旋压紧时，千万不要把手指压伤，先慢慢转动手轮使板框合上，然后再压紧）。4. 等配料槽料液搅拌均匀示，关闭阀3,打开阀5及压力料槽上的排气阀，使料浆自 动由配料桶流入压力料槽至其视镜2/3处，关闭阀2、阀5。5. 打开阀4,通压缩空气至压力料槽，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。6. 调节压力料槽的压力到需要的值。主要依靠调节压力料槽出口处的压力定值调节阀 来控制出口压力恒定，压力料槽的压力由压力表读出。压力定值阀已调好，从左到 右分别为1#压力:o.impa；

7、 2#压力:0.2mpa； 3#压力:03mpa。考虑各个压力值 的分布，从低压过滤开始做实验较好。7. 放置好电子天平，按下电子天平上的“on”开关，打开电子天平，将料液桶放置到 电子天平上。打开并运行电脑上的“恒压过滤测定实验软件”，进入实验界面，做 好准备工作，可以开始实验。8. 做0mpa压力实验：打开阀6、阀9及阀12、阀13,打开1#电磁阀电源开关， 开始加压过滤。等流量稳定时，单击实验软件上的“开始实验”按钮，进行o.impa 压力实验，实验软件自动计算时间间隔内的过滤量并记录数据，存储到数据库中， 以供数据处理软件z用。当实验数据组数做完后，软件自动停止。9. 做0.2mpa压

8、力实验：打开阀7、阀10及阀12、阀13,打开2#电磁阀开关，开始 加压过滤。等流量稳定吋，单击实验软件上的“开始实验”按钮，进行0.2mpa压 力实验，实验软件口动计算时间间隔内的过滤虽并记录数据，存储到数据库屮，以 供数据处理软件之用。当实验数据组数做完后，软件自动停止。10. 做0.3mpa压力实验：打开阀8、阀11及阀12、阀13,打开3#电磁阀开关，开始 加压过滤。等流量稳定时，单击实验软件上的“开始实验”按钮，进行0.3mpa压 力实验，实验软件自动计算吋间间隔内的过滤量并记录数据，存储到数据库中，以 供数据处理软件z用。当实验数据组数做完后，软件口动停止。11. 实验完成后打开数

9、据处理软件进行数据处理。12. 手动实验时每次实验应在滤液从汇集管刚流出的时候作为开始时刻，每次av取 800ml左右，滤液量可以由电子天平处读出。记录相应的过滤时间厶工及滤液量。 每个压力下，测量810个读数即可停止实验。13. 每次滤液及滤饼均收集在小桶内，滤饼弄细后重新倒入料浆桶内，实验结束后耍冲 洗滤框、滤板及滤布不要折，应用刷子刷。（二）注意事项：1. 在夹紧滤布时，千万不要把手指压伤，先慢慢转动手轮使板框合上，然后再压紧。2. 滤饼及滤液循环下次实验可继续使用。思考题1. 当操作压强增加一倍，k值是否也增加一倍？要得到同样的过滤液，过滤时间是否缩短 半？2. 为什么过滤开始时，滤液

10、常常冇点混浊，过段时间后才变清？3. 传统板框压滤机的板框如何组合？4. 影响过滤速率的因素有哪些？5. 强化过滤速率的措施有哪些？6. 板框压滤机的主要构造是什么？7. 本实训中都用到了哪些设备？各个设备如何操作？&实训结束后耍做哪些后续工作？9. 开始实训之前需要做什么准备工作？10. 操作中的要点是什么？11. 木次实训的操作流程简述。12. 本次实训小需密切关注的参数都有哪些？为什么？填料吸收解吸塔操作实训指导一、目的1. 了解填料塔吸收解吸装置的基本结构及流程；2. 掌握总体积传质系数的测定方法；3. 了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响;4. 掌握吸收解吸单

11、-元操作中的要点。二、基本原理气体吸收是典型的传质过程之一。由于co?气体无味、无毒、嫌价，所以气体吸收实 验常选择c02作为溶质组分。木实验采用水吸收空气中的co2m分。一般c02在水中的溶 解度很小，即使预先将一定量的co2气体通入空气中混合以提高空气中的co2浓度，水中 的c02含量仍然很低，所以吸收的计算方法可按低浓度來处理，并且此体系co2气体的解 吸过程属于液膜控制。因此，本实验主要测定ke和holo1 计算公式填料层高度z为l 的 dxdz-a x- x式中：l 液体通过塔截血的摩尔流量，kmol / （m2s）；kxa 以ax为推动力的液相总体积传质系数，kmol/（m测定塔顶

12、和塔底气相组成yi和y2; 平衡关系。本实验的平衡关系可写成y = mx式中：m相平衡常数，m=e/p；e亨利系数，e=f（t）, pa,根据液相温度由附录查得;p总压，pa, latmos）；hol液相总传质单元高度，imnol液相总传质单元数，无因次。令：吸收因数a=l/mgno"严（一）:二;+刘2 测定方法（1）空气流量和水流量的测定本实验采用转子流量计测得空气和水的流量，并根据实验条件（温度和压力）和有关 公式换算成空气和水的摩尔流最。（2）测定填料层高度z和塔径d；对清水而言，x2=o,i全塔物料衡算g® -y2) = l(xi -x2) 可得x】。三、实验装置

13、1.装置流程(1) 实验装置如图1所示。吸收实验装置流程：由口来水来的水经离心泵加压后送入填料塔塔顶经喷头喷淋在填料 顶层。由压缩机送来的空气和由二氧化碳钢瓶来的二氧化碳混合后，一起进入气体中间贮罐, 然后再直接进入塔底，与水在塔内进行逆流接触，进行质量和热量的交换，由塔顶出來的尾 气经转子流量计后放空，由于本实验为低浓度气体的吸收，所以热量交换可略，整个实验过 程看成是等温操作。图1吸收装置流程图气体温度破相一气相空气流量体再分配器此段液体取样阀埴料风机r空气疣量调节阀一-段气体取样阀-液位控制图2解吸装糧流程图液体温度马i加强吸收塔一一二段气体取样阀減压阀排空阀液体流量计c02钢瓶门组c0

14、2流星中间储水淮（2）仪表血板图如图3所示。图3仪表面板示懣图1 仪表电源开关2风机电源开关3水泵电源开关4-指示灯5温度巡检仪2.主要设备（1）吸收塔：高效填料塔，塔内径100mm，塔内装有金加丝网板波纹规整填料，填料 层总高度1200gm塔顶有液体初始分布器，塔中部有液体再分布器，塔底部有栅板式填料 支承装置。填料塔底部有液封装置，以避免气体泄漏。（2）填料：金属丝网板波纹规整填料，规格：01ooxlooo（3）转子流量计；介质r件最大流量最小刻度标定介质标定条件空气4m3/h0.4 m3/h空气20 °c 1.0133 x 105paco2250 l/h25 l/h空气20 &

15、#176;c 1.0133x10%水600l/h60 l/h水20 °c 1.0133 x 105pa（4）风机:压力 13kpa,风量 76m3/min；（5）二氧化碳钢瓶钢瓶；1. 实验步骤（1）熟悉实验流程及其注意事项；（2）打开仪表电源开关；（3）开启液体调节阀门，让水进入填料塔润湿填料，仔细调节液体调节阀门，便液 体转子流虽计流虽稳定在某一实验值。（塔底液封控制：仔细调节阀门2的开度，使塔底液 位缓慢地在-段区间内变化，以免塔底液封过高溢满或过低而泄气；（4）启动风机，打开co?钢瓶总阀，并缓慢调节钢瓶的减压阀（注意减压阀的开关 方向与普通阀门的开关方向相反，顺时针为开，逆时针为关）；（5）调节c02转了流量计的流量，使其稳定在某一值；（6）待塔操作稳定后，读取各流虽:计的读数，并读取各温度读数，进行取样并分析 出塔顶、塔底气相组成；（7）实验完毕，关闭c02转子流量计，液体转子流量计，再关闭空压机电源开关， 清理实验仪器和实验场地。2. 注意事项（1）注意调节液位控制阀门的大小，使塔底有一定的液封。（2）固定好操作点后，应随时注意调整以保持各量不变。（3）在填料塔操作条件改变后，需要有较长的稳定时间，一定要等到稳定以后方能 读取有关数据。（4）由于c02在水中的溶解度很小，因此，在分析组成时一定要仔细认真，这是做好本试验的关键。思考题1. 木实验中，为什么