实验二 恒压过滤实验

实验四 恒压过滤常数的测定

一、实验目的

1、掌握过滤的基本方法；

2、让学生熟悉恒压滤机的构造和操作流程；

3、掌握在恒压下过滤常数K 、当量滤液体积q e 的求取；

4、通过自动压力改变，体现操作压力对过滤速率的影响；

5、观察过滤终了速率与洗涤速率的关系。

二、实验内容

测定不同压力下恒压过滤的过滤常数K 、q e 、τe 。

三、实验原理

1、概述

过滤是一种常用的单元操作过程。过滤的方式很多，有重力过滤、离心过滤、真空过滤、板框过滤等。恒压过滤是板框过滤的一种形式，是在一定的压强差作用下迫使悬浮液通过一多孔介质，从而将固体颗粒截留，同时让液体通过介质。实际上过滤也是一种使流体通过颗粒层的流动方式。因为过滤装置简单，投资小，操作简便，常用于液固悬浮液的分离操作，在化工、冶金、制药、精细化工行业广泛被采用。

2、实验原理

在实际应用恒压过滤方程和恒速过滤方程解决计算或进行工业设计时，必须先要测知方程中的过滤常数K ，e θ，e q 。过滤常数的测定是用操作中所需处理的悬浮液在装置中进行。

板框压滤机是具有较长历史的间歇过滤设备，板和框一般制成正方形，板和框都在其对角线上开着四个圆孔，组装压紧后即构成供滤液、滤浆和洗涤液的流动通道。

过滤时悬浮液在一定的压差下经滤浆通道由滤框角端的暗孔进入框内；滤液分别穿过两侧的滤布，再经相邻滤板的凹槽汇集至滤液出口排走，固相则被截留于框内形成滤饼，待框内充满了滤饼，过滤即可停止。

若滤饼需要洗涤，要先关闭洗涤板下部的滤液出口则将洗涤液压入洗涤通道后，经洗涤板角端的侧孔进入两侧板面，洗涤液在压差作用下穿过一层滤布和整个滤框厚的滤饼层，然后再横穿一层滤布，由过滤板上的凹槽汇集至下部的滤液出口排出。

恒压条件下：

K q K q q e 2+=θ

此式表明恒压过滤情况下，q θ与q 之间为直线关系，

直线斜率为1/K ，截距为K q e 2。测出在一系列过滤时间θ内单位过滤面积上所获得的累积滤液量体积，并由此算出一

系列q 值，从而得出一组对应的q θ值。而与此相对应的q 值应为m q 即：2

1++=i i

m q q q ；以θ/q 为纵坐标，m q 为自变量在横坐标做图，可得出K 和e q 。再以θ=0、q=0代入过滤方程式()()e e K q q θθ+=+2中即可求出e θ值。 但必须注意，以上结果只有在试验条件与工业生产条件相同时才能直接使用。

3、实验流程图

四、实验操作步骤

1、先将板框过滤机的紧固手柄全部松开，板、框清洗干净。

2、将干净滤布安放在滤框两侧，注意必须将滤布四角的圆孔与滤框四角的圆孔中心

对正，以保证滤液和清洗液流道的畅通。

3、安装时应从左至右进行，装好一块，用手压紧一块。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。

4、装完以后即可紧固手柄至人力转不动为止。

5、往压力容器内加水，打开控制屏上的电源开关，再加入碳酸钙1kg（浓度4%），

使其搅拌均匀。至视镜的1/2处。此时，开启电机使其加入的物料搅拌均匀。6、约5min后，检查所有阀门看是否已关紧？确保全部关紧后，待气压达到0.4Mpa

后，打开压力容器的进气阀，再打开空压机出口转换阀送气，同时注意控制压力容器的进气阀的开度，控制混合釜压力传感器的指示值在0.1 MPa范围，并一直维持在恒压条件下操作。

7、先打开过滤机的出料阀，并准备好秒表，做好过滤实验的读数和记录准备，再打

开板框过滤机的进料阀，开始过滤操作。

8、注意看看板框是否泄漏（无大量液体冲出，少量漏液无妨）？确认正常后，观察

滤液情况，一般开始出来的比较浑浊，待滤液变清后，立即开始读取计量槽的数据，并同时开始计时和记录相关实验数据。

9、本装置的计量槽分左右计量筒计量，分别计滤液量和洗水量。读取5组以上的实

验数据后，即可关闭进料阀和出料阀结束过滤实验。

10、如果需要做滤饼洗涤实验，则在结束过滤实验之后，关闭混合釜的进气阀，打开

水槽的进水阀加洗涤水至其液位计的2/3处。然后关闭进水阀，打开进气阀，恒压在0.1～0.2MPa范围，按过滤实验相同的方法操作，完成实验后，关闭进水阀和出水阀结束滤饼洗涤实验。

11、如果改变操作压力，从（2）开始重复上述实验。

12、每次完成实验之后，应注意用水清洗粘在釜壁面、搅拌桨叶，以及板、框和输料

管上的残渣，避免长期实验后堵塞管道。

13、清扫实验室现场，结束实验。

五、注意事项

1、加气后应停止搅拌。将釜内压力保持在0.1-0.2 MPa。

2、启动空压机时应先开启旁通阀，然后逐步减小开度。减压后的气体压力不得超过

0.2MPa。

3、设备的维修主要是空压机、电机，请参照有关的使用说明书和有关的电机手册。

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。

6、设备使用后，都必须注意搅拌槽、阀门、水槽和计量槽的排污和清洗，并放尽残

夜，清洗设备。

7、设备安装调试好以后，尽量不要随意变动，以免影响使用。

8、如果管道连接件泄漏，可用维修的活动扳手紧锢连接螺母，或加密封生料带之后

再紧锢，还不行，则必须更换管道接头或管道。

9、平时应注意电机、空压机的加油和保养。

10、卸开板框，将板框和滤布清洗干净；将滤饼返回配料槽。

六、实验结果与处理

1、记录实验操作条件：滤浆种类和浓度、过滤面积、操作压强等。

2

采用最小二乘法或作图求K 、e q 、e

七、设备性能与主要技术参数

1、本实验装置主要由板框过滤机、空压机、电机搅拌器、 压力传感器、电子天平、

控制阀、计量槽、压力容器、控制阀、不锈钢框架、控制屏等组成。

2、板框过滤机的过滤面积为0.084m 2（外形尺寸：0.200×

0.200m ，有效过滤面积：0.150×0.150m ），用帆布拦截过滤介质，由空压机提供压力，并且恒压可调。以碳酸钙和水混合成悬浮液，可完成过滤常数的测定实验。

3、空压机采用z-0.036微型压缩机,排气量：0.036m 3/h ；压力：0.7Mpa 、功率：0.75KW 、

转速：1200rpm 。

4、压力容器 (Φ320×560㎜,有效容积为40L)在它的上面装有压力表（测量范围：

0-0.6Mpa ）、空压机入口给混合液加压、视镜可方便观察容器内的液位。

5、盛渣槽 ：过滤时会有一点泄漏现象，为保证实验室的卫生用来盛泄漏的混合液。

6、计量槽由有机玻璃制成，计量槽内的料浆储量以标尺显示液位高度;同时配有电子

天平称量。

7、电机搅拌器：原0-1400r/min,经减速器变为0-900r/min （可调）。