板框过滤常数的测定a3[整理版]
中 南 大 学 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 化学化工 院 系 化学升华 专业 化学升华 班级 0901
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,过滤操作本质上是姓名 杨旭明 学号 1505090406 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。 同组者 张卫东 魏明 许慧霞 邱贝贝
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,悬实验日期 2011 年 5 月 29日 指导老师 刘辉 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板 框 压 滤 机 过 滤 常 数 的 测 定
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,可利用流体通过一、实验目的
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
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不难推导出过滤1、 了解板框过滤机的结构,掌握其操作方法;
基本方程式:
2、 熟悉板框压滤机的构造和操作;
21,sdVA,p3、 掌握过滤常数(K、q、τ)的测定方法; (1) ,ee,d,,rv(V,Ve)4、 验证洗水速率与过滤速率的关系。 (1,s)q,Ve/AK,2k,pe,恒压过滤时,令,, q,Ve/A,对(1)式积分可k,1/,rv
二、实验装置
得
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2(q,q),K(,,,)ee (2) 液量筒组成。在调浆桶内配制一定浓度的碳酸镁(MgCO)悬浮液,用压缩空气将悬浮液送3
K,q,τ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,ee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
q,τ,它们只有通过实验才能确定。 ee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
d22,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。实验装置对(2)式微分可得 2(q,q)dq,Kd, (3) ,q,q (4) eedqKK如下图所示。
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2 q /K。在实验测定中,为便于计算,微分可用差分替代,把(4)式改写成: e
,22,,q,q (5) e,qKK
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q。 e
六、思考题 四、实验操作
1、 在恒压过滤中,你的实验数据第一点是否有偏高或偏低现象,原因如何,如何对待这异1、 观察过滤机(尤其是板框)结构,注意管路连接及走向,安装滤布,调整板框(按图1所示,标
常数据, 记点从右到左为1-2-3-2-1-2-3-2-1 …);
答:有偏低,是起始时间的影响,处理时可以屏蔽第一个点。 2、 用MgCO粉或上次试验的滤饼搅拌配置3,5%的待过滤的料浆; 3
2、 过滤过程中,搅拌可以停吗,为什么, 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),
答:不能停,因为要保持料浆均匀。 进料后关闭排气阀和进料阀,使料浆自流入密封搅拌釜中,进一步搅拌分散,等待压入板框滤
3、 若操作压力增加一倍,其K值是否也增加一倍,要得到同样的滤液时,其过滤时间是否机中;
缩短了一半, 4、 启动密封搅拌釜的搅拌器,并一直开到实验结束;
答: 5、 加完料后,打开连接搅拌槽与与空压机连接阀门(此时注意要关闭空气进入洗水贮罐的阀门)。
4、 过滤开始时,为什么滤液是浑浊的, 6、 观察空气进入密封搅拌釜管路上的压力表,当其读数到达规定压力(如0.2Mpa)时,开始过滤:
答: 打开连接密封搅拌釜与板框滤机管路上的过滤阀门,让料浆压入板框中,并记录不同时间τ得
5、 板框次序装错了,可能出现那些后果, 到的滤液量V;
6、 如果过滤液的粘度比较大,你考虑用什么方法改善过滤速率, 7、 过滤结束后,关闭连接密封搅拌釜与板框滤机管路上的过滤阀门,准备洗涤; 10、用自来水将洗水贮罐灌满,关闭自来水进入洗水贮罐的阀门;
11、将空压机压送出来的空气接入洗水贮罐中,当达到一定压力后,打开连接洗水贮罐与板框滤机
管路上的阀门,立即开始记录数据(每个10-20 sec记录一次,记录计量槽液位的高度与时间
间隔);
12、过滤结束后,拆开板框滤机,查看滤饼的形状及特点;
13、清洗滤布、板、框,关水、电,清扫卫生。
五、实验记录及数据处理
实验记录及数据处理图像拟合见附页,由图的斜率和截距可知
25-62,3.4,10,K,5.9,10m/s
K
2q,e332,409,q,1.2,10m/me
K