實(shí)驗(yàn)五板框壓濾機(jī)過濾常數(shù)的測定(1)

1、實(shí)驗(yàn)五 板框壓濾機(jī)過濾常數(shù)的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解板框過濾機(jī)的結(jié)構(gòu)，掌握其操作方法；2、 熟悉板框壓濾機(jī)的構(gòu)造和操作；3、 掌握過濾常數(shù)（K、qe、e）的測定方法；4、 驗(yàn)證洗水速率與過濾速率的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)裝置本試驗(yàn)所用板框過濾機(jī)的整套裝置由調(diào)漿桶、清水桶、壓縮空氣系統(tǒng)、板框過濾機(jī)和貯液量筒組成。在調(diào)漿桶內(nèi)配制一定濃度的碳酸鎂（MgCO3）懸浮液，用壓縮空氣將懸浮液送入板框過濾機(jī)進(jìn)行過濾，調(diào)節(jié)閥門開度以維持恒壓過濾時所需要的恒定壓力，濾液流入貯液量筒計(jì)量，洗滌水同樣用壓縮空氣從洗水桶送至板框壓濾機(jī)進(jìn)行洗滌，洗滌水也用也用貯液量筒計(jì)量其液量。實(shí)驗(yàn)完畢拆卸板框壓濾機(jī)，將板框壓濾機(jī)內(nèi)的濾渣放回

2、調(diào)漿桶。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1示。密封攪拌釜注意板、框的組裝次序洗水貯罐圖1 （a） 過濾實(shí)驗(yàn)裝置流程圖三、實(shí)驗(yàn)原理過濾是以某種多控物質(zhì)作為介質(zhì)來處理懸浮乳液的操作。在外力的作用下，懸浮液中的液體通過介質(zhì)的孔道而固體顆粒被截流下來，從而實(shí)現(xiàn)固液分離，因此，過濾操作本質(zhì)上是流體通過固體顆粒通過床層的流動，所不同的是這個固體顆粒層的厚度隨著過濾過程的進(jìn)行而不斷增加，故在恒壓過濾操作中，起過濾速率不斷降低。影響過濾速度的主要因素除壓強(qiáng)差p，濾餅厚度L外，還有濾餅和懸浮頁液的性質(zhì)，懸浮液溫度，過濾介質(zhì)的阻力等，故以應(yīng)用流體力學(xué)的方法處理。比較過濾過程與流體經(jīng)過流動床的流動可知：過濾速度即為流體通過固定床的表現(xiàn)

3、速度u。同時，流體細(xì)小顆粒構(gòu)成的濾餅空隙中的流動是層流雷諾數(shù)范圍，因此，可利用流體通過固定床壓降的簡化模型，尋求濾液量與時間的關(guān)系，應(yīng)用層流時泊肅葉公式不難推導(dǎo)出過濾基本方程式： （1）式中，V濾液體積，m過濾時間，sA2S濾餅壓縮性指數(shù)，無因次。一般情況下S=01，對不可壓縮濾餅S=0R濾餅比阻，1/m,r=單位壓差下的比阻，1/m,r=rV濾餅體積與相應(yīng)濾液體積之比，無因次。Ve虛擬濾液體積，恒壓過濾時，令, ,對（1）式積分可得 （2）式中，q單位過濾面積的濾液體積，q=V/A，qe單位過濾面積的虛擬濾液體積，q=Ve/A，e虛擬過濾時間，sK濾餅常數(shù)，由物料特性及過濾壓差所決定，K，q

4、e，e三者總稱為過濾常數(shù)。利用恒壓過濾方程進(jìn)行計(jì)算時，必須首先需要知道K，qe，e，它們只有通過實(shí)驗(yàn)才能確定。對（2）式微分可得 （3） （4）該式表明以 d/dq為縱坐標(biāo)，以q為橫坐標(biāo)作圖可得一直線，直線斜率為2/K，截距為2 qe /K。在實(shí)驗(yàn)測定中，為便于計(jì)算，微分可用差分替代，把（4）式改寫成： （5）在恒壓條件下，用秒表和量筒分別測定一系列時間間隔及對應(yīng)的濾液體積V，由此算出一系列在直角坐標(biāo)系中的/q和q，繪制出函數(shù)關(guān)系，得一直線。根據(jù)直線的斜率和截距便可求出K和qe。 四、實(shí)驗(yàn)操作1、 觀察過濾機(jī)(尤其是板框)結(jié)構(gòu)，注意管路連接及走向，安裝濾布，調(diào)整板框（按圖1所示，標(biāo)記點(diǎn)從右到左

5、為1-2-3-2-1-2-3-2-1 ）；2、 用MgCO3粉或上次試驗(yàn)的濾餅攪拌配置35%的待過濾的料漿；3、 將初步攪拌分散好的料漿懸浮液傾入高位槽，通過高位槽送至攪拌槽（打開排氣閥，進(jìn)料閥），進(jìn)料后關(guān)閉排氣閥和進(jìn)料閥，使料漿自流入密封攪拌釜中，進(jìn)一步攪拌分散，等待壓入板框?yàn)V機(jī)中；4、 啟動密封攪拌釜的攪拌器，并一直開到實(shí)驗(yàn)結(jié)束；5、 加完料后，打開連接攪拌槽與與空壓機(jī)連接閥門（此時注意要關(guān)閉空氣進(jìn)入洗水貯罐的閥門）。6、 觀察空氣進(jìn)入密封攪拌釜管路上的壓力表，當(dāng)其讀數(shù)到達(dá)規(guī)定壓力（如0.2Mpa）時，開始過濾：打開連接密封攪拌釜與板框?yàn)V機(jī)管路上的過濾閥門，讓料漿壓入板框中，并記錄不同時間

6、得到的濾液量V（每隔1-3min，記錄計(jì)量槽液位的高度與時間間隔）以及相應(yīng)的壓力表讀數(shù)（此時注意洗水貯罐進(jìn)入板框?yàn)V機(jī)管路上的閥門是否關(guān)閉，如沒有關(guān)閉，否則料漿可能由此進(jìn)入洗水貯罐中）；7、 過濾結(jié)束后，關(guān)閉連接密封攪拌釜與板框?yàn)V機(jī)管路上的過濾閥門，準(zhǔn)備洗滌；10、用自來水將洗水貯罐灌滿，關(guān)閉自來水進(jìn)入洗水貯罐的閥門；11、將空壓機(jī)壓送出來的空氣接入洗水貯罐中（關(guān)閉連接密封攪拌釜與板框?yàn)V機(jī)管路上的過濾閥門），當(dāng)達(dá)到一定壓力后，打開連接洗水貯罐與板框?yàn)V機(jī)管路上的閥門，立即開始記錄數(shù)據(jù)（每個10-20 sec記錄一次，記錄計(jì)量槽液位的高度與時間間隔）；12、過濾結(jié)束后，拆開板框?yàn)V機(jī)，查看濾餅的形狀及

7、特點(diǎn)；13、清洗濾布、板、框，關(guān)水、電，清掃衛(wèi)生。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、 注意空氣、物料、洗水的流向和通路：空氣空壓機(jī)密封攪拌釜頂密封攪拌釜底板框壓濾機(jī)下面靠外進(jìn)料管板框板框上方出口空氣空壓機(jī)洗水罐頂洗水罐底板框壓濾機(jī)下面靠內(nèi)進(jìn)料管板框板框上面出口料漿高位攪拌槽（調(diào)漿桶）自流進(jìn)入密封攪拌釜在空氣壓力下進(jìn)入板框壓濾機(jī)下面靠外進(jìn)料管板框在框內(nèi)形成濾餅（濾液從板框上面管流出來計(jì)量桶）自來水龍頭自流進(jìn)入洗水貯罐在空氣壓力下進(jìn)入板框壓濾機(jī)下面靠內(nèi)進(jìn)料管板框中的濾餅板框上面出來計(jì)量桶2、 板、框的組裝：組裝次序由料漿及洗水、濾液的通道所決定；按圖1所示，標(biāo)記點(diǎn)從右到左為1-2-3-2-1-2-3-2-1 3

8、、 計(jì)量槽的截面積：250×250mm；4、 板框洗滌要干凈，防止物料通道堵塞；圖2 過濾曲線六、實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理每隔10s 記錄數(shù)據(jù)，當(dāng)計(jì)量桶離得濾液滿后換另一計(jì)量桶，記錄第一個數(shù)據(jù)為75mm，此后仍每隔10s記錄數(shù)據(jù)一次。第二桶滿后，再接第三桶，記錄的第一個數(shù)據(jù)為85mm。記錄數(shù)據(jù)如下：濾液高度/mm110151182213242270294319343363383403422439455473753558590961021081141181241281331391431491531571621661701741771801831861891921958836497374111

9、382125391136400148408160417172426183433195441206450217458228465239472249478260486269493279501289507299513309521318526328532337347實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1.起初濾液較渾濁，流速較快，當(dāng)用第二、三個計(jì)量桶時，流速較慢；2. 流速是逐漸減小的。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理后列表如下：h×103mV×103m3q×103m3/m2q×103m3/m2s/q×10-3s/m15110213103431040301047310584001064501071

10、2001078200108371087310899109311095910 S=因此 ; 由以上數(shù)據(jù)可得/qq 函數(shù)關(guān)系圖：直線方程為 故，此直線的斜率為 又可得此直線的截距為 則得到過濾常數(shù) K= es七、思考題1、 在恒壓過濾中，你的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)第一點(diǎn)是否有偏高或偏低現(xiàn)象，原因如何，如何對待這異常數(shù)據(jù)？答：有偏高現(xiàn)象。2、 過濾過程中，攪拌可以停嗎？為什么？答：不可以。攪拌使濾液混合均勻，本身濾液粘度較大，若不攪拌，會濾液沉淀，影響過濾效果。3、 若操作壓力增加一倍，其K值是否也增加一倍？要得到同樣的濾液時，其過濾時間是否縮短了一半？答：由知，k為常數(shù)，操作壓力增加一倍，K值增加幅度小于一倍。