实验四+板框压滤机过滤常数的测定.doc

实验五  板框压滤机过滤常数的测定一、实验目的1、了解板框过滤机的结构,掌握其操作方法;2、熟悉板框压滤机的构造和操作;3、掌握过滤常数(K、qe、τe)的测定方法;4、验证洗水速率与过滤速率的关系。二、实验装置本试验所用板框过滤机的整套装置由调浆桶、清水桶、压缩空气系统、板框过滤机和贮液量筒组成。在调浆桶内配制一定浓度的碳酸镁(MgCO3)悬浮液,用压缩空气将悬浮液送入板框过滤机进行过滤,调节阀门开度以维持恒压过滤时所需要的恒定压力,滤液流入贮液量筒计量,洗涤水同样用压缩空气从洗水桶送至板框压滤机进行洗涤,洗涤水也用也用贮液量筒计量其液量。实验完毕拆卸板框压滤机,将板框压滤机内的滤渣放回调浆桶。实验装置如图1示。图1(a)过滤实验装置流程图图1(b)过滤实验装置实物图三、实验原理过滤是以某种多控物质作为介质来处理悬浮乳液的操作。在外力的作用下,悬浮液中的液体通过介质的孔道而固体颗粒被截流下来,从而实现固液分离,因此,过滤操作本质上是流体通过固体颗粒通过床层的流动,所不同的是这个固体颗粒层的厚度随着过滤过程的进行而不断增加,故在恒压过滤操作中,起过滤速率不断降低。影响过滤速度的主要因素除压强差△p,滤饼厚度L外,还有滤饼和悬浮页液的性质,悬浮液温度,过滤介质的阻力等,故以应用流体力学的方法处理。比较过滤过程与流体经过流动床的流动可知:过滤速度即为流体通过固定床的表现速度u。同时,流体细小颗粒构成的滤饼空隙中的流动是层流雷诺数范围,因此,可利用流体通过固定床压降的简化模型,寻求滤液量与时间的关系,应用层流时泊肃叶公式不难推导出过滤速度计算式:式中,u——过滤速度,m/sK’——康采尼常数,层流时,K=;ε---床层的空隙率,m/ma---颗粒的比表面积,m/m△p---过滤的压强差,Paμ---滤液的粘度,---床层厚度,m由此可导出过滤基本方程式为:式中,V——滤液体积,mτ——过滤时间,sA——过滤面积,——滤饼压缩性指数,无因次。一般情况下S=0~1,对不可压缩滤饼S=0R——滤饼比阻,1/m,r=——单位压差下的比阻,1/m,r=rV——滤饼体积与相应滤液体积之比,无因次。Ve——虚拟滤液体积,恒压过滤时,令,,,对上式积分可得式中,q——单位过滤面积的滤液体积,qe——单位过滤面积的虚拟滤液体积,τe——虚拟过滤时间,sK——滤饼常数,由物料特性及过滤压差所决定,K,qe,τe三者总称为过滤常数。利用恒压过滤方程进行计算时,必须首先需要知道K,qe,τe,它们只有通过实验才能确定。对上式微分可得该式表明以 dτ/dq为纵坐标,以q为横坐标作图可得一直线,直线斜率为2/K,截距为2qe/K。在实验测定中,为便于计算,微分可用差分替代,把上式改写成:在恒压条件下,用秒表和量筒分别测定一系列时间间隔Δτ及对应的滤液体积V,由此算出一系列在直角坐标系中的Δτ/Δq和q,绘制出函数关系,得一直线。根据直线的斜率和截距便可求出K和qe。四、实验操作1、安装滤布,调整设备(按图1所示,从又到左为1-2-3-2-1-2-3-2-1…);2、采用MgCO3粉或上次试验的滤饼搅拌配置3~5%的待过滤的料浆;3、将初步搅拌分散好的料浆悬浮液倾入高位槽,通过高位槽送至搅拌槽(打开排气阀,进料阀),进料后关闭排气阀和进料阀,使料浆自流入