实验五恒压过滤常数测定实验【实验目的】1.熟悉板框压滤机的构造和操作方法：2.通过恒压过滤实验，验证过滤基本原理：3.学会测定过滤常数K、9、.及压缩性指数S的方法：4.了解过滤压力对过滤速率的影响。【实验原理】过滤是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液以达到固、液分离的一种操作过程，即了外力的作用下，悬浮液中的液体通过固体题较层（即滤渣）及多孔介质的孔道而固体粒被截留下来形成滤渣层，从而实现固、液分离。因此，过滤操作本质上是流体通过固颗粒层的流动，而这个固体颗粒层（滤清层）的厚度随着过滤的进行而不断增加，故在压过滤操作中，过滤速度不断降低过滤速度定义为单位时间单位过滤面积内通过过滤介质的滤液量。影响过滤速度的主要因素除过滤推动力（压强差）AP、滤饼厚度L外，还有滤饼和悬浮液的性质、悬浮液温度、过滤介质的阻力等。过滤时滤液流过滤渣和过滤介质的流动过程基本上处在层流流动范围内，因此可利用流体通过固定床压降的简化模型，寻求滤液量与时间的关系，可得过滤速度计算式A'Apl-sAAp'-sdo(1)u=.器u.r.c+v)"μ.r.c+v式中u—一过滤速度，m/s;V—通过过滤介质的滤液量，m；A——过滤面积，m：T—过滤时间，S;q——单位面积过滤介质的滤液体积，m/m；Ap——过滤压强差（表压），Pa；S一一滤饼压缩性指数，无因次；μ——滤液的黏度，Pa·s;r—滤饼比阻，1/m；C-—滤饼质量，kg/m；V.——过滤介质的当量滤液体积，m；·67.可品格扫描全能王创建尚品
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化学工程易工艺专业实验（媒二版）产—单位压强下的比阳，1/m，「=r公p；C—单位滤没体积的滤饼质量。k/m对于一定的悬浮液。在恒温和相压下过滤时，社、、C和Ap都恒定，为此令：24/-sK=μ.r.c(2)于是式（1）可改写为dvKA2d=2(V+V.)(3)式中K——过滤常数，由物料特性及过滤压差所决定，m/s。将式（3）分离变量积分，整理得(V+V)d(V+V)=KAd(4)即V+2VV.= KA"T(5)将式（4）的积分极限改为从0到V和从0到，积分，则V=KA"T.(6)将式（5）和式（6）相加，可得(V+V.)2 = KA"(T +T,)(7)式中T，—虚拟过滤时间，相当于滤出滤液量V所需时间，s。再将式（7）微分，得2(V+V)dV=KA"dr(8)将式（8）写成差分形式，则Ar-2:2Ag"I+(9)FK9式中Ag——每次测定的单位过滤面积滤液体积（在实验中一般等量分配），m/m；Ar—每次测定的滤液体积Aq所对应的时间，S;9一—相邻二个g值的平均值，m/m。以△T/Ag为纵坐标，为横坐标将式（9）标绘成一直线，可得该直线的斜率和截距，斜率2S=K2截距/=19则2K=m'/ss.KIIm'q. =2S..7.=KKS,.68.可识扫描全能王创建
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第三章 化工原理实验改变过滤压差p，可测得不同的人值，由人的定义式（2）两边取对数得IgK= (1 - S)Ig(Ap)+B(10)在实验压差范围内，若B为常数，则1gK-1g（Ap）的关系在直角坐标上应是一条直线，斜率为（1-S）、可得滤饼压缩性指数S。【实验装置】本实验装置由空压机、配料槽、压力料槽、板框过滤机等组成。如图1所示。13门图！板框压滤机过滤流程1一空气压缩机：2一压力料槽：3-安全岗：4.5—压力表：6一清水罐：7一键框：8一滤板：9—手轮：10—通孔切换网：11-调压阀：12—量：13-配料罐：14—地沟CaCO，的悬浮液在配料罐内配制一定浓度后，利用压差送人压力料槽中，用压缩空气加以搅拌使CaCO，不致沉降，同时利用压缩空气的压力将滤浆送人板框压滤机过滤，滤液流人量简计量，压缩空气从压力料槽上排空管中排出。板框压滤机的结构尺寸：框厚度20mm，每个框过滤面积0.0177m2，框数2个。空气压缩机规格型号：风量0.06m/min，最大气压0.8MPa。【实验步骤】1.实验准备（1）配料：在配料罐内配制CaCO,质量分数10%~30%的水悬浮液，碳酸钙事先由天平称重，水位高度按标尺示意，简身直径35mm。配置时。应将配料罐底部闵门关闭。（2）搅拌：开启空压机，将压缩空气通配料罐（空压机的出口小球阀保持半开，进人配料罐的两个阀门保持适当开度），使CaCO,悬浮液搅拌均匀。搅拌时，应将配料罐的顶盖合上。（3）设定压力：分别打开进压力料槽的三路阀门，空压机过来的压缩空气经各定值调·69.可扫描全能王创建5
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米化学工程与工艺专业实验（第二服）节分到定为0,品提究病需将用不需型肾压。若依药的然期密多尿分应症。需书床力糖安个间)。设究定值调节间时。压力料精增有能町略开。“并）美族框：正确装灯建报，建极及建有。清和使用前用水程醒，能布坚物紧，不能起较。提布紧影建板，常时然略紧滤布（注意：川螺旋压紧时。千万不婴把手指压份个能慢慢转动手轮使板框合上，然后再压紧）。（5）灌清水：向清水罐通人自来水，液而达视镜2/3高度左右。灌清水时，应将安全阅处的泄乐阅打开（6）灌料：在压力料槽泄压阀打开的情况下，打开配料罐和压力料槽间的进料阀门，使料浆自动由配料罐流人压力料槽至其视镜1/2~2/3处，关闭进料阀门。2.过滤过程（1）鼓泡：通压缩空气至压力料槽，使容器内料浆不断搅拌。压力料槽的排气阀应不断排气，但又不能喷浆（2）过滤：将中间双面板下通孔切换阀开到通孔通路状态。打开进板框前料液进口的两个阀门，打开出板框后清液出口球阀。此时，压力表指示过滤压力，清液出口流出滤液，（3）每次实验应在滤液从汇集管刚流出的时候作为开始时刻，每次△V取800mL左右。记录相应的过滤时间。每个压力下，测量8~10个读数即可停止实验。若欲得到干而厚的滤饼，则应每个压力下做到没有清液流出为止。量筒交换接滤液时不要流失滤液，等量筒内滤液静止后读出AV值。（注意：AV约800mL时替换量筒，这时量筒内滤液量并非正好800mL。要事先熟悉量筒刻度，不要打碎量筒），此外，要熟练双秒表轮流读数的方法。（4）一个压力下的实验完成后，先打开泄压阀使压力料槽泄压。卸下滤框、滤板、滤布进行清洗，清洗时滤布不要折。每次滤液及滤饼均收集在小桶内，滤饼弄细后重新倒入料浆桶内搅拌配料，进人下一个压力实验。注意若清水罐水不足，可补充一定水源，补水时仍应打开该罐的泄压阀。3.清洗过程（1）关闭板框过滤的进出阀门。将中间双面板下通孔切换阀开到通孔关闭状态（阀门手柄与滤板平行为过滤状态，垂直为清洗状态）。（2）打开清洗液进人板框的进出阀门（板框前两个进口阀，板框后一个出口阀）。此时，压力表指示清洗压力，清液出口流出清洗液。清洗液速度比同压力下过滤速度小很多。（3）清洗液流动约1min，可观察混浊变化判断结束。一般物料可不进行清洗过程。结束清洗过程。也是关闭清洗液进出板框的阀门，关闭定值调节阅后进气阀门。4.实验结束（1）先关闭空压机出口球阀，关闭空压机电源。70可游品扫描全能王创建
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第三章化工原理实验（2）打开安全阀处泄压阀，使压力料槽和清水灌泄压。（3）卸下滤框、滤板、滤布进行清洗，清洗时滤布不要折。（4）将压力料槽内物料反压到配料罐内备下次使用。成将该二物料直挖排空后用清水冲洗。【实验数据处理】1.注饼常数天的求取依次算出多组/及：在直角坐标系中绘制△/1～的关系曲线，如图2所示，从该图中读出斜率可求得天。不同压力下的值列于表1中。表1#不同压力下的K值AP/(kgf/em")过滤常数K/（）2.滤饼压缩性指数S的求取将不同压力下测得的K值作IgK~IgAp曲线，如图3所示，也拟合得直线方程，根据斜率为（1-S），可计算得S。32003.028003.5up-1.0kgf/cm4.0p1.5kgf/cm20004.5p-2.0kgf/cm5.0l6.000.05610.30.40.0140.042010.0280.0q/(ml/m2)图3I-p曲线图2/~曲线【实验报告】1.由恒压过滤实验数据求过滤常数K、4、T，。.71:可识扫描全能王创建
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