板框過濾實(shí)驗(yàn)報告

1、實(shí)驗(yàn)五過濾實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1 了解板框過濾機(jī)的構(gòu)造、流程和操作方法。1.2 測定某一壓力下過濾分內(nèi)工程中的過濾常熟K、qe、T e值，增進(jìn)對過濾理論的理解。1.3 測定洗滌速率與最終過濾速率間的關(guān)系。2實(shí)驗(yàn)原理2.1 過濾是以某種多孔物質(zhì)為介質(zhì)，在外力的作用下，使懸浮液中的連續(xù)相液體通過介質(zhì)的孔道，分散相固體顆粒被截留在介質(zhì)上，從而實(shí)現(xiàn)固/液分離的操作。液體通過過濾介質(zhì)和濾餅空隙的流動是流體經(jīng)過固定床流動的一種具體情況，但過濾操作中的床層厚度不斷增加，在一定壓差下，濾液通過床層的速率隨過濾時間的延長而減小，即過濾操作不屬于定態(tài)過程。在恒壓過濾時，由于濾餅的增厚， 過濾速率將隨過濾時間的增加而

2、降低。對濾餅的洗滌過程，由于濾餅厚度不再增加，壓差與速率的關(guān)系與固定床相同。恒壓過濾方程：Ve 2KA2即虛擬濾液體積，m3V:在時間內(nèi)獲得的濾液量，m3Ve：形成濾布阻力的一層濾渣時得到的濾液量,A :過濾面積，m2K :過濾常數(shù)，m2 /s:過濾時間，se:相當(dāng)于得到濾液 Ve的過濾時間，s2上式兩邊除以A得2q qe K e,m 3 / m量濾液量，m3/m2q-,單位過濾面積的濾液量Aqe，單位過濾面積上的當(dāng)A2.2 測定 K、qe、T e：測與一系列的At'A q值，然后以At /q為縱坐標(biāo)，以q為橫坐標(biāo)作圖，即可以22得到一條斜率為，截距為 q的直線，則可以算出 K、qe的

3、值；再以q=0, t =0代入式子KKq qe 2 K e，便可以求出t e2.3 測定洗滌速率與最終過濾速率dV洗滌速率：VwwVw :洗液量,:洗滌時間,最終過濾速率：dVKA2K丁 e 2 V Ve2 q qeV:整個過濾時間內(nèi)所得的濾液總量， m3q :整個過濾時間內(nèi)通過單位過濾面積所得的濾液總量，m3/m21空氣壓縮機(jī)；2 配漿槽；3壓力表；4貯漿罐；5洗水罐；6 板框壓濾機(jī)；7計 量桶；8壓縮空氣進(jìn)氣閥；9空氣過濾減壓閥；10進(jìn)漿閥；11、12 壓縮空氣進(jìn)口閥；13進(jìn)水閥；14安全閥；15 洗水進(jìn)口閥；16濾漿進(jìn)口閥；17 濾液出口閥；18 濾漿 出口閥4實(shí)驗(yàn)步驟4.1 將碳酸鎂在

4、儲漿槽中加水配制成5.3 %的懸浮液作濾漿，并在啟動空壓機(jī)前不停地攪拌，防止固體沉淀；4.2 按板、框的鈕數(shù)為 1 2-3 2- 1 2 3 2- 1的順序排列號板框過濾機(jī)。將濾布復(fù) 在2號板框兩側(cè)，使其表面平整，然后用壓緊螺桿壓緊板和框；4.3 啟動空氣壓縮機(jī)，第一次控制壓力在0.06MPa;4.4 將計量筒放置在濾液出口出，記錄液面的初始讀數(shù)，準(zhǔn)備好秒表；4.5 關(guān)閉洗水閥，打開濾液出口閥，開啟濾漿進(jìn)口旋塞，當(dāng)有濾液連續(xù)流出時開始記錄時間，計量筒中液面每上升 3cm記錄一次時間。記錄時兩人用秒表同時間隔記錄；4.6 當(dāng)流出的濾液呈細(xì)線狀流出時，則過濾已完畢，停止計時，關(guān)閉進(jìn)口旋塞；4.7

5、關(guān)閉進(jìn)水閥，濾液出口閥，開洗水進(jìn)口閥進(jìn)行洗滌。洗水從濾液出口處流出時開始計 時，每上升3cm記錄一次時間，記錄兩組數(shù)據(jù)即可。4.8 洗滌完畢后，關(guān)閉洗水進(jìn)口閥等閥門，清洗濾布，重新安裝，調(diào)節(jié)壓力在0.16MPa,按上述操作再進(jìn)行另一次實(shí)驗(yàn)。5數(shù)據(jù)處理過濾機(jī)類型：板框過濾機(jī)濾框個數(shù)：8濾布種類：帆布濾框尺寸：170 x 170mm2過濾總面積S= 0.191m濾漿名稱：碳酸鎂懸浮液5.1%溫度：26.2攝氏度表1 0.08MPa實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表過濾壓 力20.08 (MPa)表壓A =0.191m序號藝 h(mm) h(mm)藝 V(m3) V(m3) t(s)q(m3/m 2)13030 J

6、0.00070.0006754.81：0.00353403260300.00140.00067560.00706806390300.00200.00067580.010602094120300.00270.00067511.47 0.014136135150300.00340.00067512.590.01767016618030 |0.00410.00067515 0.021204197210300.00470.00067516.030.024738228240300.00540.00067517.840.02827225927030 0.00610.00067517.970.0318062

7、81030030 J0.00680.00067519.72 10.0353403111330300.00740.00067521.290.0388743512360300.00810.00067524.210.0424083813390300.00880.00067527.090.0459424114420300.00950.00067527.340.0494764415450300.01010.00067530.780.0530104716480300.01080.00067533.130.056544517510300.01150.00067536.720.0600785318540300

8、.01220.00067539.350.0636125719570300.01280.00067543.820.067146620600300.01350.00067549.940.07068063序號洗水里（ml）洗滌時間（s）1 67562.462 67588.56表20.16MPa的實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表過濾壓力0.16(MPa)（表壓）A =0.191m2序號藝 h(mm) h(mm)藝 V(m3) V(m3)q(m3/m2)t (S)130300.00070.0006750.0035340316.15260300.00140.0006750.0070680636.66390300.002

9、00.0006750.0106020947.814120300.00270.0006750.0141361267.135150300.00340.0006750.0176701578.286180300.00410.0006750.0212041888.347210300.00470.0006750.0247382214.038240300.00540.0006750.9270300.00610.000675 10.2210300300.00680.0006750.6811330300.00740.0006750.7212360300.00810.000675 d0.2513390300.00

10、880.0006750.5614420300.00950.0006750.0494764417.4315450300.01010.000675 10.5616480300.01080.0006750.6617510300.01150.0006750.9118540300.01220.000675 ”0.4719570300.01280.0006750.5320600300.01350.0006750.6921630300.01420.000675 10.07421466P 29.0922660300.01490.0006750.75洗水量(ml)洗滌時間(s)67584.3567596.03表

11、3數(shù)據(jù)整理表0.08(MPa)表壓0.16(MPa)q(m3/m2)32 q(m-/m ) t / q(s/m)q(m3/m2) q(m/m 2) t / q(s/m)0.003534030.61.0518520.0035340310.40.2222220.007068060.97.7777780.0070680630.84.5333330.010602090.63.7037040.0106020940.09.9407410.014136130.45.5851850.0141361260.17.5259260.017670160.62.5037040.0176701570.42.9333330

12、.021204190.44.4444440.0212041880.59.9111110.024738220.35.8962960.024738220.69.970370.028272250.48.0592590.0282722510.12.5925930.031806280.84.8444440.0318062830.06.6962960.035340310.80.029630.0353403140.53.8962960.038874350.24.2814810.0388743460.48.1777780.042408380.50.5333330.0424083770.81.1111110.0

13、45942410.65.4666670.0459424080.51.7925930.049476440.36.2074070.049476440.32.0444440.053010470.09.60.0530104710.17.7185190.05654450.74.5629630.0565445030.28.9777780.060078530.390.40.0600785340.16.7555560.063612570.134.59259(（注意：表中的點(diǎn)已經(jīng)經(jīng)過篩選；其中0.08MPa刪去最后兩點(diǎn)，0.16MPa刪去最后5點(diǎn)）ts/mq (m3/m2)圖2 0.08MPa下過濾 q圖qq

14、(m3/m2)圖30.16MPa下過濾V = h ?1502 /10000003015 15/100000.675 LV 0.675/10000.1910.0035340 m3/ m2在0.08MPa的實(shí)驗(yàn)中 q4.800.00353401358 .234295 s/m在0.08 MPa的 q圖直線方程為q653.22153481qedV2/1534811.3030910 5 m2截距2qeK/sK /2653.22/1534814.26 10 m3/m2(4.2610-3)21.30309KA2qqe10-5139S1.3030910 50.191T 1.660520.070684.26 1

15、010 5dV6.7510-462.466.75 10) /29.2171088.56dVWdV9.21710 61.6600510 50.555表3數(shù)據(jù)計算結(jié)果表過濾壓力0.08MPa0.16MPaK(m2/s)1.30309 x 10-52.392 x 10-5qe(m3/m2)34.26X 10-0.01426T e(s)1.398.501dVd e1.6605 x 10-52.484 x 10-5dVd w9.271 x 10-67.516X 10-6dV d W0.5550.3026dV d e計算過程舉例：6結(jié)果討論(1) 從表1、圖2的數(shù)據(jù)可以看出，在同一壓力的恒壓過濾中，得到相

16、同濾液 量的時間間隔隨過濾的進(jìn)行而不斷增加；又從表 2、圖3數(shù)據(jù)中得出，同一壓力 下，At / q隨過濾時間的增加而增大。表明了過濾速度 dq/d t隨過濾時間的 增加而降低。這是由于在恒壓過濾過程中，由于過濾壓力和過濾介質(zhì)阻力都不變， 影響過濾速度的主要因素是濾餅阻力。濾餅會隨著過濾的進(jìn)行而增厚，從而使濾 餅阻力的不斷增加，最終導(dǎo)致了過濾速度隨過濾時間的降低。(2) 從表1、表2的數(shù)據(jù)可以得出，不同的過濾壓力下，得到同體積濾液量的過濾時間不相同，而且，過濾壓力較大其過濾相同濾液量的時間較小，也就是其過濾速率較大。從圖2和圖3的比較中也可以發(fā)現(xiàn)，圖3直線的傾斜要比圖2 直線的傾斜度要小。表明了

17、過濾速率隨過濾推動力的增加而增加。過濾推動力是 影響過濾速率的因素之一。兩次實(shí)驗(yàn)的過濾介質(zhì)均為碳酸鎂懸浮液， 單位厚度濾 餅層的阻力可以看作為恒定，兩次實(shí)驗(yàn)濾餅阻力的增加速率可以看作相等，即兩 次實(shí)驗(yàn)只改變了過濾壓力這一因素。所以得出過濾壓力越大，過濾速率也會越大。(3) 但是在數(shù)據(jù)計算表中，0.08MPa的洗滌速度大于0.16MPa的洗滌速度， 與理論有所不同，造成這樣的原因可能是在實(shí)驗(yàn)測量的時候，壓力不能保持在誤 差的范圍之內(nèi)，即在實(shí)驗(yàn)的過程中，壓力擺動太大，而造成引入過大的誤差，這 樣使得所得的數(shù)據(jù)有明顯的波動性，以及會出現(xiàn)不符合實(shí)際的結(jié)果。雖然在處理數(shù)據(jù)的時候已經(jīng)將部分偏離太大的點(diǎn)除去

18、，但仍然造成對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果以及討論的影響。(4) 從表3數(shù)據(jù)可知，兩次實(shí)驗(yàn)所測得的洗滌速率和最終過濾速率的比值分別 為0.555和0.3026。理論上，當(dāng)洗滌時與過濾時的壓力相同時，洗滌速率應(yīng)為 最終過濾速率的1/4，所以本實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)存在較大誤差。誤差分別為 54.95% 以及17.38% 主要原因是實(shí)驗(yàn)過程中由于在后面所得的數(shù)據(jù)已經(jīng)開始不在線性 范圍之內(nèi)，而處理數(shù)據(jù)的時候并沒有很精細(xì)地將這些點(diǎn)排除，從而導(dǎo)致所得的數(shù) 據(jù)誤差很大， 當(dāng)然誤差原因還可能有另外兩方面：人為操作不當(dāng)。除討論(3) 提到的操作不當(dāng)之外，還有在板框安裝時，濾布沒有扯平，板框沒有壓緊，而且 操作時對過濾終了時間的判定也有一定的難度；儀器本身缺陷。板框過濾機(jī)的 其中一個缺點(diǎn)便是濾餅洗滌慢、不均勻，這將會影響洗滌速率的計算結(jié)果。另外,濾布磨損嚴(yán)重也是一個重要的原因7思考題(1) 影響過濾速率的因素有哪些?答：影響過濾速率的因素有:過濾推動力、過濾阻力過濾速率與兩者的關(guān)系為:21 sdV = A p 廠 _ r (VVJ32，由此可得，影響過濾的因素有sa 1A過濾面積s壓縮指數(shù)a比表面積v單位濾液所得