实验:过滤常数的测定
更新时间:2023-03-19 23:53:01 阅读量: 高等教育 文档下载
实验:过滤常数的测定
- 9 - 过滤常数的测定
一. 实验目的
1、了解板框过滤机的结构、流程及操作方法。
2、测取不同过滤压力(范围0.05--0.2MPa )下恒压过滤常数K 、单位过滤面积当量过滤量e q 、当量过滤时间e τ
3、测取滤饼的压缩性指数s 和物料常数k 。
4、测定q ??τ~q 关系并绘制不同压力下的q
??τ~q 关系曲线。
5、测定lg △P-lgK 关系并在双对数坐标下绘制不同压力下的lg △P-lgK 关系曲线。
二.实验原理
过滤是利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质(滤布和滤渣),使悬浮液中的固体、液体得到分离的单元操作。过滤操作本质上是流体通过固体颗粒床层的流动,所不同的是,该固体颗粒床层的厚度随着过滤过程的进行不断增加。过滤操作分为恒压过滤和恒速过滤。当恒压操作时,过滤介质两侧的压差维持不变,单位时间通过过滤介质的滤液量不断下降;当恒速操作时,即保持过滤速度不变。
过滤速率基本方程的一般形式为 )
(12e s
V V P A d dV +?=-μγντ (1) 一般情况下,s=0~1,对于不可压缩滤饼,s=0。
在恒压过滤时,对(1)式积分可得:q +q e )2
=K(τ+τe ) (2) 将(2)式微分得: e q k
q k dq d 22+=τ (3) 此为直线方程,于普通坐标系上标绘dq
d τ 对q 的关系,所得直线斜率为: k 2,截距为
e q k
2,从而求出,K ,q e τ e 由下式得: q 2
e =K τe (4) 当各数据点的时间间隔不大时,dq d τ可以用增量之比来代替即:q
??τ 与q 作图。
另过滤常数的定义式: 2k △p1-s (5)
两边取对数: lgK =(1-s)lg(△p)+lg(2k) (6)
因 s =常数,k =v μγ1
=常数,故 K 与△P 的关系,在双对数坐标上标绘是一条直线。直线的斜率 1-S ,
实验:过滤常数的测定
- 10 - 由此可计算出压缩性指数 S ,读取△P-K 直线上任一点处的K ,△p 数据一起代入(5)式计算物料特性常数 k 。
三. 实验设备装置图、特点及主要技术数据
实验装置由规格为 160×180×11(mm )过滤板、工业用滤布、过滤框组成的过滤面积为0.0475m 2的小型工业用板框过滤机。
板框过滤机旁设有滤浆槽。滤浆槽滤浆通过搅拌器搅拌,搅拌器型号为KDZ-1、功率为 160w 、 转速为3200转/分,滤浆由旋涡泵及调节阀调节流量,经机前压力表打入板框过滤机,滤液由计量桶计量,计量桶规格为长327mm 、宽286mm 。
如图所示,滤浆槽内配有一定浓度的轻质碳酸钙悬浮液(浓度在2-4%左右),用电动搅拌器进行均匀搅拌(浆液不出现旋涡为好)。启动旋涡泵,调节阀门3使压力表5指示在规定值。滤液在计量桶内计量。
过滤、洗涤管路如图所示:
恒压过滤实验流程示意图
1─调速器;2─电动搅拌器;3、4、6、11、14─阀门;
5、7─压力表8─板框过滤机; 9─压紧装置;10─滤浆槽;
12─旋涡泵;13-计量桶
实验:过滤常数的测定
四. 实验设备特点及主要技术数据
特点:
1.该实验设备由过滤板、过滤框组成的小型工业用板框过滤机,实验设备简单,操作方便。
2.可测定过滤常数: K, q e,θe及s,k。
3.实验数据稳定、可靠,重现性好。
4.过滤压力范围(0.05--0.2MPa)。
主要技术参数:
1.旋涡泵: 转速: 2900转/分
2.搅拌器: 型号: KDZ-1 ; 功率: 160w 转速: 3200转/分;
3.过滤板: 规格: 160*180*11(mm)。
4.滤布:型号工业用;过滤面积0.0475m2。
5.计量桶:长275mm、宽325mm。
五. 实验步骤
1、系统接上电源,打开搅拌器电源开关,启动电动搅拌器2。将滤液槽10内浆液搅拌均匀。
2、板框过滤机板、框排列顺序为:固定头-非洗涤板-框-洗涤板-框-非洗涤板-可动头。用压紧装置压紧后待用。
3、使阀门3处于全开、阀
4、6、11处于全关状态。启动旋涡泵12,调节阀门3使压力表5达到规定值。
4、待压力表5稳定后,打开过滤入口阀6过滤开始。当计量桶13内见到第一滴液体时按表计时。记录滤液每增加高度10mm时所用的时间。当计量桶13读数为160 mm时停止计时,并立即关闭入口阀6。
5、打开阀门3使压力表5指示值下降。开启压紧装置卸下过滤框内的滤饼并放回滤浆槽内,将滤布清洗干净。放出计量桶内的滤液并倒回槽内,以保证滤浆浓度恒定。
6、改变压力,从(2)开始重复上述实验。
7、每组实验结束后应用洗水管路对滤饼进行洗涤,测定洗涤时间和洗水量。
8、实验结束时阀门11接上自来水、阀门4接通下水,关闭阀门3对泵及滤浆进出口管进行冲洗。
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六. 实验数据表
数据表实例:
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七. 实验注意事项
1、过滤板与框之间的密封垫应注意放正,过滤板与框的滤液进出口对齐。用摇柄把过滤设备压紧,以免漏液。
2、计量桶的流液管口应贴桶壁,否则液面波动影响读数。
3、实验结束时关闭阀门3。用阀门11、4接通自来水对泵及滤浆进出口管进行冲洗。切忌将自来水灌入储料槽中。
4、电动搅拌器为无级调速。使用时首先接上系统电源,打开调速器开关,调速钮一定由小到大缓慢调节,切勿反方向调节或调节过快损坏电机。
5、启动搅拌前,用手旋转一下搅拌轴以保证顺利启动搅拌器。
八. 思考题
预习思考题:
1、影响过滤速率的因素有哪些?
2、滤浆浓度和过滤压强对K 有何影响?
3、过滤压强增加1倍后,得到同样滤液量所需的时间是否也减少一半?
实验报告思考题:
4、为什么过滤开始时,滤液常有一点混浊,过一段时间才澄清?
5、实验数据中第一点有无偏低或偏高现象?怎样解释?如何对待第一点数据?
6、q ?取大些好还是取小些好?同一实验,q ?不同,所得出的K 、e q 会不会不同?
作直线求K 和e q 时,直线为什么要通过矩形顶边的中点?
九. 实验要求:
1、绘制不同压力下的q ??τ~q 关系曲线;
2、计算不同过滤压力(范围0.05--0.2MPa )下恒压过滤常数K 、单位过滤面积当量过滤量e q 、当量过滤时间e τ,列出完整的过滤方程式。
3、 绘制的lg △P-lgK 关系曲线;
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十. 附图:
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