恒压过滤常数测定实验

序号:4A二能号晚化工原理实验报告实验名 称： 恒压过滤常数测定实验学 院： 化学工程学院专 业： 化学工程与工艺班 级：化工09—5班姓 名：陈茜茜学号同组者姓名：孙彬芳陈俊燕陈益益师： 日 期： 2011年9月22日一、 实验目的1、 熟悉板框压滤机的构造和操作方法。2、 通过恒压过滤实验，验证过滤的基本方法。3、 学会测定过滤常数K、qe、Te的方法。4、 了解操作压力对过滤速率的影响。二、 实验原理实验原理：过滤是以某种多孔物质作为介质来处理悬浮液的操作。在外力作用下，悬浮液中的液体通过介质的孔道而固体颗粒被截留下来，从而实现固液分离。过滤操作中，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。影响过滤速率的主要因素除压强差、滤饼厚度外，还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：TOC\o"1-5"\h\zu=■! *3使 ⑴Ka2(1-8)2四L由此可以导出过滤基本方程式：dV_A2Ap1-s (2)dprV(V+Ve)恒压过滤时，令k=1/叩v，K=2kApi-s，q=V/A，qe=Ve/A，对(2)式积分得：(q+qe)2=K(i+Te) (3)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+qe)dq=KdT一、d2 2“—=一q+—q (4)dqKKe i/用^i/Aq代替dT/dq，用q代替q。在恒压条件下，用秒表和电子称分别测定一系列时间间隔△T.，和对应的滤液质量AM(除水的密度换算成体积△V.)，可计算出一系列△%、Aq..qi,在直角坐标系中绘制△T/Aq〜q的函数关系，得一直线，斜率为2/K，截距为2qe/K，可求得K和qe，再根据Te=qe2/K，可得Te。改变过滤压差△p，可测得不同的K值，由K的定义式两边取对数得：IgKKlSlggpglglB) (5)在实验压差范围内，若B为常数，则IgK-lg(^p)的关系在直角坐标上应是一条直线，斜率为(1-S)，可得滤饼压缩性指数S。

三、实验装置流程实验装置如图1-1所示:2120 19LS1716151413 121110 98启启\24图1-1板框压滤机过滤流程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中，用压缩空气搅拌，同时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20mm，过滤总面积0.038m2，框数2个。空气压缩机规格型号：风量为0.06m3/min,最大气压0.8Mpa。四、实验步骤及注意事项1、 配制含CaCO3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CaCO3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后，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1/2~1/3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。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。做好准备工作，可以开始实验。8、 做压力实验：打开阀6、阀9及阀12、阀13,开始加压过滤。一般可以用一个阀调节不同的三个压力来做实验，具体压力根据操作情况现场决定。9、 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。记录相应的过滤时间At及滤液量。每个压力下，测量8〜10个读数即可停止实验。10、 切换气路，压力稳定后重复过滤实验。11、 打开板框，观察滤饼的形状。清洗滤布，五、原始实验数据（附页）六、数据处理以低压数据为例△M=2045g1则△二割/P=2.045/1000=2.045X10^1A=0.048m3△q=△V1/A=2.045X10-3/0.048=0.0426m3/m21q0=0则q1=q0+q1=0.0426m3/m2△t/△q=20/0.0426=469.5sm2/m3表一低压实验数据处理序号△qiqi△t/△qi10.04260.0426469.520.03760.0802531.930.03410.1143586.540.03120.1455641.050.02820.1737709.260.02660.2003751.970.02510.2254796.880.02410.2495829.9以dc/d为纵坐标，以q为横坐标作图Xq

得其斜率为1792.16504，截距为388.70609所以其2/K=1792.16504，（2/K）qe=388.70609,所以K=1.116X10-3，qe=0.2169表二中压实验数据处理序号△qiqi△t/△qi10.05300.0530377.420.04760.1006420.230.04440.1450450.540.04180.1868478.550.03980.2266502.560.03860.2652518.170.03730.3025536.280.03600.3385555.6以dc/d为纵坐标，以q为横坐标作图得其斜率为602.69323，截距为356.82744所以其2/K=602.69323，（2/K）qe=356.82744

所以K=3.318X10-3,qe=0.592表三高压实验数据处理序号△qiqi△t/△qi10.06620.0662302.120.06200.1282322.630.05560.1838359.740.04820.2320414.950.04170.2737479.660.03960.3133505.170.03600.3493555.680.03170.3810630.9以dc/d为纵坐标，以q为横坐标作图b|W>-650一b|W>-600-550一500-450一400一350-300一0.05Cl1CICI.15 U.20 0.25U.20 0.9S 0.40xq得其斜率为0.05Cl1CICI.15 U.20 0.25U.20 0.9S 0.40xq所以其2/K=1037.50218，(2/K)qe=196.33932所以K=1.928X10-3,qe=0.189七、结果分析与讨论实验结果稍有偏差，所得到的各组点偏离直线，主要是因为:1、 装置本身有点问题，有漏水现象，导致试验误差2、 时间间隔为20s，相隔比较短，时间控制不好就更会导致误差的偏大。3、 在接滤液的时候，有少量液体泄漏，影响实验。八、思考题解答1、 当你在某一恒压下所测得的K，qe，•e值后，若将过滤压强提高一倍，问上述三个值将有何变化？答：K逐渐变大，qe也将逐渐变大，•e逐渐变小2、 影响过滤速率的主要因素有哪些？答：仪器的阻力，以及由于在滤布上所积累的滤饼越来越多，导致阻力