化工原理板框過濾實驗

化工原理板框過濾實驗第1頁/共21頁一.實驗目的1、熟悉板框壓濾機的構造和操作方法；2、通過恒壓過濾實驗,驗證過濾基本原理；3、學會測定過濾常數K、qe的方法；4、了解操作壓力對過濾速率的影響。第2頁/共21頁二.基本原理

過濾過程過濾是以某種多控物質作為介質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的孔道而固體顆粒被截流下來，從而實現固液分離，因此，過濾操作本質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行而不斷增加，故在恒壓過濾操作中，過濾速率不斷降低。

過濾速度由過濾介質兩端的壓力差及過濾介質的阻力決定.第3頁/共21頁

過濾介質阻力由二部分組成,一為濾布,一為濾渣.(先積下來的濾渣成為后來的過濾介質).

因為濾渣厚度隨著時間增加,所以恒壓過濾速度隨著時間而降低.第4頁/共21頁式中：q—單位過濾面積的濾液體積，qe—單位過濾面積的虛擬濾液體積，τe—虛擬過濾時間，s

在恒壓過濾情況下.濾液量與過濾時間的關系可用下式表示:V—濾液體積，mτ—過濾時間，sK—濾餅常數，由物料特性及過濾壓差所決定，A—過濾面積，m2第5頁/共21頁式中:

━

時間內的濾液量，（）

━虛擬的濾液液體積，它是形成相當于濾布阻力的一層濾渣時，應得到的濾液量,（）

S━過濾面積，（）

對于不可壓縮性濾渣,在恒壓過濾情況下.濾液量與過濾時間的關系可用下式表示:K━過濾常數，（）

━相當于得到濾液V所需的過濾時間，（S）

━相當于得到濾液所需的過濾時間，（S）

第6頁/共21頁式中

即單位過濾面積的濾液量（m）將過濾方程式微分后得到

整理后得：

上式也可寫成：

第7頁/共21頁以代，則得

將對q標繪（q取各時間間隔內的平均值），

在恒壓條件下，用秒表和計量筒分別測定一系列時間間隔及對應的濾液體積，由此算出一系列在直角坐標系中繪制的函數關系，得一直線。從而可確定過濾常數K和qe。

第8頁/共21頁載距

由此可求出K和

如圖形操作3-1所示，直線斜率圖3---1CBA第9頁/共21頁三.裝置和流程

實驗裝置由配漿槽、貯漿罐、洗水罐、板框壓濾機、計量筒及空氣壓縮機等組成，

板框過濾機除固定頭和可動頭外，配有一紐濾板（非洗滌板）一塊，三紐濾板（洗滌板）兩塊，二紐濾框四塊，濾框厚度為20mm。板框的四個角均開有19mm的孔，在板框裝合后，即可構成供濾液，濾餅和洗水流通的孔道。第10頁/共21頁

的懸浮液在配漿槽內配制一定濃度（濃度在2-4%左右）后，送入貯罐用攪拌器加以攪拌，使之均勻，并用壓縮空氣從貯漿罐送至板框壓濾機壓濾。濾液在計量桶內計量。

洗水同樣用再壓縮空氣從洗水罐壓送至板框過濾機行洗滌，洗水也入量筒計量。實驗完畢，貯漿罐中的濾漿用壓縮空氣送至配漿槽貯存。第11頁/共21頁水壓縮空氣回流水排氣壓縮空氣沖洗洗水濾液濾漿配漿槽儲漿罐排污洗水罐板框壓濾機計量筒壓力表空氣過濾減壓閥攪拌器安全閥液位計水液位計計量筒液位計電動機和減速器水圖3—2實驗裝置流程第12頁/共21頁濾液出口濾液及洗葉液出口洗水入管濾漿入管一板二板框的一角三板170170R4019圖3—3板框結構圖返回第13頁/共21頁濾框厚度為20mm,每個框的過濾面積為過濾面積

板框過濾機的板框結構如圖3-3所示

濾布：工業(yè)用計量桶：長146mm、寬150mm過濾板:規(guī)格:170×170×20（mm）。第14頁/共21頁1、過濾操作步驟

（1）懸浮液的配制：濃度為3-5%（重量）較為適宜，配制好開動壓縮機將其送入貯漿罐中，使濾液攪拌均勻。

（2）按板、框的紐數以1-2-3-2-1-2…的順序排列過濾機的板和框，把濾布用水濕透，再將濾布覆蓋濾框的兩側（注意濾布孔要對準過濾機的孔道，表面要平整，不起皺紋，以免漏液），然后用壓緊螺桿壓緊板和框。

（3）啟動壓縮機，排除減壓閥前管內可能積存的水后，打開減壓閥前的閥門及進入貯漿罐的壓縮空氣閥門，調節(jié)空氣過濾減壓閥，使其壓強與選定的過濾壓強一致，這樣，壓縮空氣進入貯漿罐，維持過濾壓強恒定。四、實驗步驟第15頁/共21頁（4）關閉過濾機固定頭左下方的洗水閥，打開其上方的兩個濾液出口閥，然后打開其右下方的濾漿進入旋塞，濾漿便被壓入板框過濾機內過濾，濾液流入計量筒計量，測定V和相應的，待濾液充滿全部濾框后，關閉濾漿進入旋塞，停止過濾（5）待濾渣裝滿框時即可停止過濾.(可以濾液量顯著減少一滴一滴的流出為準).第16頁/共21頁

2、測定洗滌速率

（1）將水放入洗水罐后關閉進水閥.

（2）打開壓縮空氣進口閥,使壓縮空氣進入洗水罐,維持洗滌壓強與過濾時的壓強相等.

（3）關閉過濾機固定頭左上方的濾液出口閥,開啟左下方的洗水進口閥,洗少穿過濾渣層后流入計量筒,測取有關數據.

洗滌完畢后,旋開壓緊螺桿并將板,框拉開,卸出濾渣,清洗濾布,整理板,框重新組裝,以進行另一個操作循環(huán).第17頁/共21頁

實驗結束后,停止攪拌,立即用壓縮空所將貯漿罐內的剩余懸浮液送回配漿槽內貯存,停壓縮機.清洗貯漿罐及液位計等,以免剩余懸浮液沉淀,堵塞管道,閥門等.第18頁/共21頁五．報告要求

1、將實驗數據記錄及整理列表。2、根據實驗數據，求出過濾壓強下的過濾常數K，qe。

第19頁/共21頁六.思考題

1、為什么過濾開始時，濾液常