恒压过滤常数测定实验报告.doc

一、实验课程名称:化工原理二、实验项目名称: 恒压过滤常数测定实验三、实验目的和要求: 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, 验证过滤基本原理; 3. 学会测定过滤常数 K、q e、τ e 及压缩性指数 S 的方法; 4. 了解操作压力对过滤速率的影响。四、实验内容和原理实验内容:测定时间与滤液量的变化关系,绘制相关图表,求出过滤常数 K 及压缩性指数 S。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: L paK u?????? 22 3')1( 1 (1) 由此可以导出过滤基本方程式: )( ' 12 VeVvr pAd dV s??????(2) 恒压过滤时,令 k=1/ μr ’v, K=2k △p 1-s, q=V/A ,q e =Ve/A ,对(2) 式积分得: (q+q e) 2 =K( τ+τ e) (3) K、q、q e 三者总称为过滤常数,由实验测定。对( 3 )式微分得: 2(q+q e )dq=Kd τeqK qK dq d22???(4) 用△τ/△q 代替 dτ/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△τ i ,和对应的滤液质量△M (除水的密度换算成体积△V i) ,可计算出一系列△τ i、△ q i、q i, 在直角坐标系中绘制△τ/△q~q 的函数关系, 得一直线, 斜率为 2/K , 截距为 2q e /K, 可求得 K和q e ,再根据τ e =q e 2 /K ,可得τ e。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: lgK=(1-S)lg( △ p)+lg(2k) (5) 在实验压差范围内,若 k 为常数,则 lgK ~ 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 ,进而确定物料特性常数 k。五、主要仪器设备实验装置如图 1 -1 所示: 图1 -1 板框压滤机过滤流程 CaCO 3 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 11mm ,过滤总面积 2。空气压缩机规格型号: V- ,最大气压 。六、操作方法与实验步骤(一)实验步骤: 1. 配制含 CaCO 33 %~ 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 CaCO 3 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,