化工原理實(shí)驗(yàn)B（下）：實(shí)驗(yàn)三 過濾實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)三過濾實(shí)驗(yàn)2015年9月23日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊饬x

五、設(shè)備及操作要點(diǎn)二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)

六、數(shù)據(jù)處理注意點(diǎn)三、過濾常數(shù)測(cè)定

七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求四、影響因素分析

過濾實(shí)驗(yàn)

石油化工

分子篩（固）反應(yīng)物料或產(chǎn)物（液）

催化劑制備

液相法（共沉淀、沉積-沉淀、水熱……）

前驅(qū)體（固）母液（液）一、實(shí)驗(yàn)的目的與意義

過濾：利用多孔介質(zhì)，使液體通過而節(jié)流固體顆粒，從而使懸浮液中固、液得到分離的過程。

目的：熟悉板框過濾機(jī)的典型流程；了解板框機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)以及過濾操作步驟。掌握過濾常數(shù)的測(cè)定方法。最重要的是學(xué)會(huì)如何應(yīng)用實(shí)驗(yàn)所取得的數(shù)據(jù)去解決實(shí)際問題。

意義：培養(yǎng)同學(xué)們綜合應(yīng)用知識(shí)的能力、分析和解決工程實(shí)際問題的能力、科學(xué)研究的能力。目的與意義

過濾設(shè)備的選型或設(shè)計(jì)的主要依據(jù)有三個(gè)方面：①分離任務(wù)和要求。②物料的性能。③特殊要求，如腐蝕性、易燃易爆等。為使過濾機(jī)的選型、設(shè)計(jì)最為恰當(dāng)，通常是用同一懸浮液在小型過濾實(shí)驗(yàn)設(shè)備中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以取得必要的過濾數(shù)據(jù)作為主要依據(jù)，然后從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面進(jìn)行綜合分析，確定過濾機(jī)的品種和型號(hào)。二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)工業(yè)板框壓濾機(jī)的選型的設(shè)計(jì)，牽設(shè)到設(shè)備的大小，就必須知道過濾面積A。只有知道A，根據(jù)(1)式才能求得框的尺寸b和框數(shù)n，進(jìn)行選型。那么要求出A，根據(jù)(2)式可知，需求q（V為已知）。而要求q，根據(jù)(3)式可知，必須求出過濾常數(shù)K和qe(θ為已知)，因此將選型的問題歸結(jié)為求過濾常數(shù)K和qe的問題。（1）（2）（3）板框壓濾機(jī)的選型思路

實(shí)驗(yàn)任務(wù)（1）過濾常數(shù)、的測(cè)定

上述的、是用某一物料在某一壓力下測(cè)的，若實(shí)驗(yàn)時(shí)的壓力或物料與生產(chǎn)任務(wù)不同，所測(cè)的、是否可用于生產(chǎn)計(jì)算？影響他們的因素有哪些？板框壓濾機(jī)的選型思路

實(shí)驗(yàn)任務(wù)（2）r0、s的測(cè)定三、過濾常數(shù)的測(cè)定1、、的測(cè)定恒壓過濾方程微分式、的計(jì)算方法有兩種：

兩種計(jì)算方法對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的要求是否一樣？（1）（2）以方法（1）為例序號(hào)Vθ10008.60.0194442.40.009725008.60.019414.60.0194751.10.02923100023.20.038918.00.0194928.60.04864150041.20.0583（框的直徑為0.128m）（因位置所限，表中單位略，原始數(shù)據(jù)V的單位為ml，θ單位為s。）不同過濾壓差下的關(guān)系圖

在直角坐標(biāo)紙上標(biāo)繪對(duì)的關(guān)系，見上圖，所得直線斜率為，截距為，從而求出，。（框的直徑為0.128m）序號(hào)Vθ15008.60.0194443.302100023.20.0389596.403150041.20.0583706.69（表中原始數(shù)據(jù)V的單位為ml，θ單位為s。）

在直角坐標(biāo)紙上標(biāo)繪

對(duì)的關(guān)系，所得直線斜率為，截距為，從而求出

和

。以方法（2）為例根據(jù)式可知，影響過濾常數(shù)的因素有：①：改變則也改變，要校正則需知道②：與濾餅有關(guān)，物料一定則一定。③：與物料的種類和溫度有關(guān)，它可根據(jù)溫度進(jìn)行校正。④：與濾餅性質(zhì)有關(guān)，物料一定則一定。四、過濾常數(shù)的影響因素分析C：獲得單位體積濾液時(shí)，在過濾介質(zhì)上被截留

的濾餅體積為C。

從以上分析可知：只有試驗(yàn)條件與工業(yè)生產(chǎn)條件相同時(shí)，才可直接用試驗(yàn)測(cè)定的結(jié)果，否則需校正。

由于與物料有關(guān)，所以實(shí)驗(yàn)的物料必須與工業(yè)生產(chǎn)相同，可根據(jù)溫度校正，但必須使用工業(yè)生產(chǎn)的物料進(jìn)行測(cè)定和計(jì)算。影響因素分析（1）根據(jù)已知的各下的等參數(shù)，求出（2）根據(jù)下式用對(duì)數(shù)坐標(biāo)或直角坐標(biāo)畫圖，求出r0、s的測(cè)定原理①三個(gè)點(diǎn)求s等，誤差如何？可否多測(cè)幾點(diǎn)？②是否會(huì)隨而變，變化幅度度多大？能否取不同下的平均值？你是否認(rèn)為取與工業(yè)生產(chǎn)條件最靠近的那個(gè)壓力下的值更合理？我們實(shí)驗(yàn)所求得的變化情況如何？你如何取值，需說明理由。思考題1.求將經(jīng)過換算成工業(yè)生產(chǎn)條件下的、代入求出2.求A：根據(jù)式求A。3.選型：根據(jù)式選型，n應(yīng)取整數(shù)。例：A＝18m2,可選明流（或暗流）20m2，（取稍大一些）。若計(jì)算框數(shù)為22.3個(gè)，則取23個(gè)框，所選的型號(hào)有26個(gè)框，留3個(gè)備用。板框壓濾機(jī)的選型六、板框過濾實(shí)驗(yàn)設(shè)備及操作要點(diǎn)①濾漿入口調(diào)節(jié)閥④壓緊裝置②壓力顯示表⑤濾液出口③板框過濾機(jī)①②③⑤④板框過濾部分框和濾布框?yàn)V漿入口板框板框過濾實(shí)驗(yàn)設(shè)備①②①旋渦泵②濾漿槽板框過濾機(jī)背面擋板的作用是什么？③擋板④濾漿出口⑤電動(dòng)攪拌機(jī)⑥濾漿回流管③④⑤⑥濾漿桶板框過濾實(shí)驗(yàn)設(shè)備（1）打開攪拌器電源開關(guān)，啟動(dòng)電動(dòng)攪拌器。將濾漿槽內(nèi)漿液攪拌均勻。（2）板框過濾機(jī)板、框排列順序?yàn)椋汗潭^－非洗滌板－框－洗滌板－可動(dòng)頭。墊圈要放好，濾布要放平整。用壓緊裝置壓緊后待用。（3）使閥門3、10、15處于全開狀態(tài)，啟動(dòng)旋渦泵，調(diào)節(jié)閥門使壓力表達(dá)到規(guī)定值。（4）待壓力表穩(wěn)定后，打開過濾入口閥，過濾開始。當(dāng)量筒內(nèi)見到第一滴液體時(shí)按秒表計(jì)時(shí)。記錄濾液每達(dá)到一定量時(shí)所用的時(shí)間。操作要點(diǎn)（板框）

建議每收集500ml濾液記錄一次時(shí)間。有兩種記錄方法：方法一為累計(jì)收集的濾液量和所需的時(shí)間；方法二為記錄每收集500ml所需的時(shí)間。要測(cè)到滿框?yàn)橹埂＃M框的數(shù)據(jù)很重要，為什么？）序號(hào)V/mlθ/s10025008.63100023.24150041.2序號(hào)ΔV/mlΔθ/s10025008.6350014.6450018.0操作要點(diǎn)表1表2（5）測(cè)定完所需的數(shù)據(jù)后，停止計(jì)時(shí)，并立即關(guān)閉入口閥。（6）調(diào)節(jié)閥門使壓力表指示值下降。開啟壓緊裝置，卸下過濾框內(nèi)的濾餅并放回濾漿槽內(nèi)。用計(jì)量桶內(nèi)的濾液將濾布清洗干凈，并將濾液倒回槽內(nèi)，以保證濾漿濃度恒定。（7）改變過濾壓力，重復(fù)（3）-（5）步驟。（8）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)要對(duì)濾漿進(jìn)出口管和泵進(jìn)行沖洗。操作要點(diǎn)1、過濾面積應(yīng)為框面積的兩倍。2、要注意公式的定義、單位和單位換算。3、濾餅體積V濾餅為滿框體積的一半。七、數(shù)據(jù)處理注意點(diǎn)八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求8.1對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的要求應(yīng)有計(jì)算方法（示例）、圖、表等，為便于比較，結(jié)果應(yīng)盡量用表格形式。每一過程均要有小標(biāo)題，例如

1、過濾常數(shù)的計(jì)算

要說明以某一壓力的數(shù)據(jù)為例（例如以