实验三、恒压过滤实验

实验三、恒压过滤实验
一、实验目的
1、熟悉过滤的工艺流程。

2、掌握过滤的操作及调节方法。

3、掌握恒压过滤常数、、θe的测定方法，加深对过滤的理解和掌握。

二、实验原理
过滤是利用过滤介质进行液—固系统的分离过程，过滤介质通常采用带有许多毛细孔的物质如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。

含有固体颗粒的悬浮液在一定压力的作用下液体通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质表面上，从而使液固两相分离。

过滤操作通常分为恒压过滤和恒速过滤。

在过滤过程中，由于固体颗粒不断地被截留在介质表面上，滤饼厚度增加，液体流过固体颗粒之间的孔道加长，而使流体阻力增加，故恒压过滤时，过滤速率逐渐下降。

随着过滤进行，若得到相同的滤液量，则过滤时间增加。

如果要维持过滤速率不变，就必须不断提高滤饼两侧的压力差，此过程称为恒速过滤。

恒压过滤方程
（V+V e）2＝KA2(θ+θe) （1）
V—滤液体积，m3
θ－过滤时间，s
V e－过滤介质的当量滤液体积，m3
θe－于得到当量滤液体积V e相应的过滤时间，s
A－过滤面积，m2
K—过滤常数，m2/s；
为了便于测定过滤常数K、q e、θe，将式(1) 以单位过滤面积表示的恒压过滤方程为：
（2）
式中：—单位过滤面积获得的滤液体积，m3 / m2；
—单位过滤面积上的虚拟滤液体积，m3 / m2；
—实际过滤时间，s；
—虚拟过滤时间，s；
—过滤常数，m2/s。

将式（2）进行微分可得：（3）
这是一个直线方程式，于普通坐标上标绘的关系，可得直线。

其斜率为，截
距为，从而求出、。

至于可由下式求出：（4）当各数据点的时间间隔不大时，可用增量之比来代替，则方程式（3）变为：
三、实验装置
3.1设备的主要技术数据
1.过滤板: 规格: 160*180*11（mm ）。

2.滤布：型号 工业用；过滤面积0.0475m 2。

3.计量桶： 长327mm 、宽286mm 。

3.2设备的流程 流程图: (见图一)
如图一所示，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、洗涤管路如图二示
四. 实验方法及操作步骤
图一 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 。

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150 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。

五、使用实验设备应注意的事项
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。

六、原始实验数据
七、实验报告要求
1、将实验数据及计算结果整理列表，并以其中一组数据计算举例。

2、作图求出、、。

3、讨论实验结果。

4、思考题
（1）在过滤实验中，当操作压强增加一倍时，其Ｋ值是否也会增加一倍？当要得到同样的过滤量时，其过滤时间是否缩短了一半
（2）为什么过滤开始时，滤液常有些混浊，经过一段时间后滤液才转清？
（3）哪些因素影响过滤速度？。