实验一板框压滤机过滤常数的测定

实验一 板框压滤机过滤常数的测定 一、 实验目的
1．掌握和了解板框压滤机的构造和操作方法 2．测定恒定压力过滤方程中的过滤常数 3．测定洗涤速率与过滤最终速率的关系。

二、 实验原理
过滤是液体通过滤渣层（过滤介质与滤饼）的流动。

无论是生产还是设计，过滤计算都要有过滤常数作依据。

由于滤渣厚度随着时间而增加，所以恒压过滤速度随着时间而降低。

不同物料形成的悬浮液，其过滤常数差别很大，即使是同一种物料，由于浓度不同，滤浆温度不同，其过滤常数也不尽相同，故要有可靠的实验数据作参考。

恒压过滤的基本方程为： ()()e E KA V V θθ+=+22
式中：
θ——过滤时间[ s ]
V ——θ时间的过滤体积[m 3 ]
e V ——形成相当于滤布阻力的一层滤渣时，所得的滤液体积[m 3 ] e θ——得到滤液体积e V ，所相应的过滤时间[ s ]
A ——过滤面积[m 2] K ——过滤常数[ m 2/s ]
在一定条件下过滤某种物料的过滤方程的参数K 、e V 、e θ是通过实验测定的，通常依据过滤方程和生产任务去计算需要过滤面积。

1.过滤常数的测定
为便于测定常数 设q=V/A, e q =
e V /A
则过滤方程式为
()()e e K q q θθ+=+2
q ——过滤时间为θ时，单位过滤面积所得滤液体积[ m 3/m 2]
e q ——形成相当与滤布阻力的一层滤渣(所需的过滤时间为e θ)时，单位过滤
面积所通过的滤液体积[ m 3/m 2] 将式（2）微分整理得：
2（q+e q ）θKd d q = e q q k
q k d d 2
2+=θ 改写差分：
e q k
q k q 2
2+=∆∆θ 实验在某恒定压力下，取一系列的θ∆和q ∆值，在直角坐标系中，用q
∆∆θ
为纵坐标，用q 为横坐标作图，可以得一直线，其斜率为2/K ，截距为2e q /K 。

由此即可求得K 、e q 、e θ则通过下式计算。

k
q e
e 2
=
θ
2.过滤最终速率与洗涤速率的关系
过滤最终速率的确定较困难，因为任何率饼充罐滤框，无法准确观察到，只能从滤液量估计。

洗涤一般应在与过滤相同的压力下操作。

三、 实验装置
整个实验装置如图由清水桶、料桨桶、螺杆泵、板框过滤机及量筒五个部分
四、实验方法
1.在调浆桶内配制玉米淀粉悬浮液，搅拌均匀。

同时将湿滤布放在滤框上，压
紧压滤机。

2.先检查洗液入口阀、回流阀和清洗阀泄压阀是否关闭，再打开料液入口阀门，
启动螺杆泵，打开进料阀开始过滤，等压力稳定了开始收集滤液同时开始计时。

可以按照每次收集相同体积的滤液量，计时；也可以按照形同的时间间隔，计滤液的体积。

过滤的时候开始时过滤压力是一个逐渐上升的过程，当压力达到0.6MPa时，开始收集计算滤液的量，过滤过程中要通过控制泄压阀开度，保证过滤压力恒定。

3.过滤结束后关闭螺杆泵，关闭进料阀及料液入口阀。

关闭泄压阀。

4.开启洗液入口阀门、回流阀，启动螺杆泵，开启清洗阀，洗净管道内的残留
液，调节压力至过滤时的数值，测定洗涤速率。

5.测定结束后，将剩余的料浆、水放空，洗净所有管道、螺杆泵、料浆桶及清
水桶，关闭所有阀门，关闭电源。

6.松开压滤机，取出滤饼，洗净滤布，将系统恢复原状。

五、注意事项
1.熟悉各阀门管路的流向及作用，各步骤中管路阀门的开启必须准确
2.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，并用
摇柄把过滤设备压紧，滤布应先湿透，安装时，滤布孔要对准滤机孔道，表面要拉平，无皱纹，以免漏液。

3.计量桶的流液管口应贴桶壁，否则液面波动影响读数。

4.滤浆浓度不宜过浓或过稀，大概在15-25%（重量分数）左右，在料浆桶内
配制物料时要不停地搅拌，以避免玉米淀粉沉淀；如果不同压强下的实验，滤浆浓度大致相同，过滤压力要维持恒定，过滤压力的选用，必须征得指导老师的同意。

5.玉米淀粉加入桶内时一定要过滤，防止杂质堵塞管道、闸门、螺杆泵造成压
滤压力不稳定。

六、实验数据及处理结果
1．实验数据记录
1) 给出图
q q
-∆∆θ
2) 求出K 、q 、θ值
3) 列出完整的过滤方程式
4) 列出过滤终了速率与洗涤速率的比值
七、 思考题
1．过滤开始为什么是浑浊的？
2．当操作压力增加一倍，其K 值是否也会增加一倍？要得到相同的滤液时，其过滤时间是否缩短了一倍？
3．q ∆取大些好，还是去小些好？同一次实验，q ∆取值不同，所得出的值会不会不同？
4．你的实验数据中第一点有无偏大或偏小的现象？怎样解释？如何对待第一点数据？
5．如果过滤得黏度比较大，你考虑用什么方法改善过滤速率？ 6．滤浆浓度和过滤压强对K 值有何影响？。