恒压过滤常数的测定

1、 3 恒压过滤常数的测定3.1 实验目的（1）了解恒压板框压滤机的结构，学会恒压过滤的操作方法，验证过滤基本原理。（2）掌握测定恒压过滤常数K、滤布阻力当量滤液量qe、当量过滤时间e、及滤饼压缩性指数S的方法。（3）学会板框压滤机洗涤操作。3.2 实验原理 以多孔介质截留悬浮于流体中的颗粒，从而实现固体颗粒与流体的分离的操作称为过滤。若悬浮液中固体浓度较高，固体颗粒在多孔介质表面会形成滤饼，因此，除刚开始过滤外，过滤主要是滤饼层起过滤介质作用，此种过滤称为滤饼过滤。（以上为原理部分） （以下为数据处理部分）滤饼过滤的推动力是压差，由于设备耐压等原因，过滤一般都是情况下都是在恒压条件下进行。在恒

2、压滤饼过滤过程中，由于滤饼不断增厚，过滤阻力不断增大，过滤速率越来越小，因此，恒压过滤尽管其操作压差在过滤过程可保持恒定，但它是一个非定态过程，过滤速率微分式如下： （3-1）上式中的过滤常数表达式为： K= （3-2）对式（3-1）在恒压条件下积分，得如下恒压过滤方程： （3-3）式（3-1）、（3-2）、（3-3）中的K、qe、S、e须通过恒压过滤实验测定。取式（3-1）的倒数得： （3-4）由于式（3-4）仍然是一个微分式，因此，为了便于测定和计算，用差分代替微分，式（3-4）改写成如下形式： （3-5）在某一压力条件下进行过滤实验，用量筒和秒表分别测量和记录一系列滤液体积和其相对应的时

3、间间隔，由除以过滤面积得。的取值的方法如下： （i=18, ） (3-6)在二维坐标系中以为横坐标, 以为纵坐标绘制一条直线, 由该直线的斜率可计算出某一压力下的过滤常数K1, 由该直线的截距可计算出滤布阻力当量滤液量qe1, 根据, 可求出相应的当量过滤时间e1。 用压力定值调节阀调节过滤压差（一般三个），测定并计算出相应压差下的过滤常数（K1K3），对式（3-2）两边取对数得： （3-7）以为横坐标，以为纵坐标画图得一直线，由该直线的斜率便可求出滤饼的压缩指数S。3.3 实验流程与装置 本实验装置有空压机、配料槽、压力储槽、板框过滤机和压力定值调节阀等组成。其实验流程如图所示。CaCO3的

4、悬浮液在配料桶内配置一定浓度后利用位差送入压力储槽中，用压缩空气加以搅拌使CaCO3不致沉降，同时利用压缩空气的压力将料浆送入板框过滤机过滤，滤液流入量筒或滤液量自动测量仪计量。图14恒压过滤常数测定实验装置流程图1 、配料槽 2 、压力储槽 3 、板框压滤机 4 、压力表 5 、安全阀 6 、压力变送器 7 、压力定值调节阀 8 、滤液量自动测量仪板框过滤机的结构尺寸如下：框厚度38mm，每个框过滤面积0.024m2，框数2个。由配料槽配好的碳酸钙水悬浮液由压缩空气输送至压力槽，用压力定值调节阀调节压力槽内的压力至实验所需的压力，打开进料阀，碳酸钙水悬浮液依次进入板框压滤机的每一个滤框进行过

5、滤，碳酸钙则被截留在滤框内并形成滤饼，滤液水被排出板框压滤机外由带刻度的量筒收集。3.4 实验操作步骤1. 开启电源。开启控制面板上的总电源开关，打开空气压缩机电源开关、24V（DC）电源开关和仪表电源开关；2. 配料、下料。依次打开阀、和阀，用空气将碳酸钙与水搅拌混合均匀，注意阀不要开太大，以免碳酸钙悬浮液从配料槽中喷出。打开阀，将混合好的碳酸钙悬浮液输送至压力料槽，使液位处于视镜的二分之一处，然后关闭阀、。3. 组装板框压滤机。将滤布用水浸湿，正确安装好滤板、滤布和滤框，然后用螺杆压紧。注意，板、布、框的表面一定要清洗干净，不能带有滤饼，布不能起绉，否则过滤时会渗漏严重。4. 调节压力。打

6、开阀，打开控制面板上的压力定值调节阀开关，再打开阀和阀，调节第一个恒压过滤的压力，当控制面板上的测量仪显示压力稳定后，便可开始做过滤实验。5. 测定不同压力下，得到一定滤液所需时间。（1）准备好量筒和秒表，打开悬浮液进料阀，滤液从汇集管流出开始计时。当量筒内的滤液量每次约为800mL时，开始切换量筒和秒表，记录下8个和相应的8个过滤时间，当塑料桶内的滤液放不下时，倒回配料槽。（2） 第一个压力过滤实验做完后，关闭悬浮液进料阀，关闭阀和阀，打开阀，调节第二个恒压过滤的压力，当控制面板上的测量仪显示压力稳定后，便可开始做过滤实验， 重复步骤5，记录下8个和相应的8个过滤时间。（3） 第二个压力过滤实验做完后, 关闭悬浮液进料阀，关闭阀, 打开阀和阀，调节第三个恒压过滤的压力，当控制面板上的测量仪显示压力稳定后，便可开始做过滤实验， 重复步骤5，记录下8个和相应的8个过滤时间，关闭进料阀和阀和阀。6将剩余的悬浮液压回配料槽。打开阀和，利用压力料槽内的余压将剩余的悬浮液压回配料槽，然后关闭阀、。慢慢打开阀，将压力料槽内的余压排放掉，并打开阀、将压力定值阀内的压退回至零，然后再关闭。7. 关闭电源。 关闭控制面板上的空气压缩机电源、24伏直流电源、仪表电源及总电源。8拆洗板框压滤机。 松开螺杆，拆下滤板、滤布和滤框，放在存有滤液的塑料桶内清洗滤饼直至干净为止，然后倒回配