过滤实验

间隔中的滤液量 （mL） 230 400 380 340 340 300 280 280 280 224 218 198 204 194 194 190 180 180 176 170 170 164 156 154
25
10
158
26
10
144
27
10
138
28
10
138
29
10
138
30
10
134
31
10
140
32
10
146
33
10
140
34
10
136
35
10
136
36
10
134
37
10
132
38
10
122
39
10
134
40
10
118
41
10
122
42
10
124
43
10
122
44
10
116
45
10
114
46
10
114
47
10
110
48
10
110
49
10
102
六、实验数据处理
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
四、实验操作步骤及要点 1、实验可选用CaCO3粉末配制成滤浆，其量约占料桶的2/3左右，配
制浓度在8.0B°左右（约10%，wt） 2、料桶内滤浆可用压缩空气和循环泵进行搅拌，桶内表压强控制
在0~0.1MPa，不能超过料桶承受的压强0.14MPa。 3、滤布在装上之前要先用水浸湿。 4、实验操作前，应先让供料泵通过循环管路，循环操作一段时
0.41
362
873.26 0.40
37
10
0.00013 0.0075
4.21E07
0.42
372
881.71 0.41
38
10
0.00012 0.0069
4.28E07
0.43
382
891.08 0.42
39
10
0.00013 0.0076
4.36E07
0.44
392
898.68 0.42
40
10
0.00011 0.0063
4.89E07
0.49
472
966.34 0.48
48
10
0.00010 0.0058
4.95E07
0.49
482
975.47 0.48
七、实验结果与分析
1. 将表中数据描点，根据直线的斜率和截距求出K和qe，并写出恒压 过滤方程.
恒压过滤方程:y =1228.9x+379.39 由 (q-q1)+(q1+qe)则,K=1/1228.9=0.000814
五、实验数据记录与处理
过滤物系:轻质碳酸钙 圆板过滤器直径:内径150mm 过滤操作压 强:0.5MPa
料液温度:25 序号
1（恒压前） 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
时间间隔 （S） 12 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
时间 间隔 Δτ 12 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
间接滤
液量ΔV Δq
m3
m3/m2
0.00023 0.013
0.00040 0.023
0.00038 0.022
0.00034 0.019
0.00034 0.019
0.00030 0.017
0.00028 0.016
2.62E07
0.26
182
682.79 0.25
19
10
0.00018 0.010
2.72E07
0.27
192
695.04 0.26
20
10
0.00017 0.010
2.82E07
0.28
202
707.28 0.27
21
10
0.00017 0.010
2.91E07
0.29
212
718.66 0.28
578.57 0.17
597.53 0.18
613.24 0.20
628.92 0.21 643.01 0.22
07
16
10
0.00019 0.011
2.42E07
0.24
162
656.39 0.23
17
10
0.00018 0.010
2.52E07
0.25
172
670.16 0.24
18
10
0.00018 0.010
0.00012 0.0067
4.43E07
0.44
402
907.94 0.43
41
10
0.00012 0.0069
4.50E07
0.45
412
916.43 0.44
42
10
0.00012 0.0070
4.57E07
0.46
422
924.42 0.44
43
10
0.00012 0.0069
4.64E07
0.00014 0.0078
3.59E07
0.36
292
809.46 0.35
30
10
0.00013 0.0076
3.67E07
0.37
302
820.32 0.35
31
10
0.00014 0.0080
3.75E07
0.37
312
829.93 0.36
32 10 0.00015 0.0083 3.83E- 0.38 322 838.35 0.37 07
0.46
432
932.39 0.45
44
10
0.00012 0.0066
4.70E07
0.47
442
940.83 0.46
45
10
0.00011 0.0065
4.77E07
0.48
452
949.25 0.46
46
10
0.00011 0.0063
4.83E07
0.48
462
957.91 0.47
47
10
0.036
22
5.74E08
0.057
32
7.67E08
0.077
42
9.60E08
0.10
52
1.13E07
0.11
62
1.29E07
0.13
72
1.45E07
0.14
82
1.61E07
0.16
92
1.74E07
0.17
102
1.86E07
0.19
112
1.97E07
0.20
122
2.09E07
0.21
33
10
0.00014 0.0080
3.91E07
0.39
332
847.17 0.38
34
10
0.00014 0.0077
3.99E07
0.40
342
856.13 0.39
35
10
0.00014 0.0077
4.06E07
0.41
352
864.74 0.39
36
10
0.00013 0.0076
4.14E07
0.00028 0.016
0.00028 0.016
0.00022 0.013
0.00022 0.012
0.00020 0.011
0.00020 0.012
0.00019 0.011 0.00019 0.011
累积滤 累积 累积 液量 ｑ 时间 Vm3 m3/m2 τｓ
1.31E08
0.013
12
3.58E08
度约为过滤终了时滤液流动路径的两倍，而洗涤液流通的面积又仅 为过滤面积的一半。 4、本实验如何吹干滤饼？ 答：随着过滤时间的增加，被截留在滤网上的固体杂质越来越多，使滤 饼厚度不断增加，这样使过滤阻力增大，罐内压力升高，当压力升 到一定值时需要排渣，停止向灌内输入待滤液并将压缩空气经溢流 管吹入罐内，将罐内待滤液压入另一台过滤机或其他容器内，并吹 干滤饼。
22
10
0.00016 0.0093
3.01E07
0.30
222
730.15 0.29
23
10
0.00016 0.0089
3.10E07
0.31
232
742.05 0.30
24
10
0.00015 0.0088
3.18E07
0.32
242
753.54 0.31
25
10
0.00016 0.0090
3.27E07
(q1+qe)=379.39,q1=0.013可得:qe=0.1413 m3/m2
2、用最小二乘法求取斜率和截距并由此求出K和qe，与图解求出的比 较。
答：设Y=aX+b, a= =1378.5 b= Y（平均)-ax（平均)=3546.83 K=0.000826 3、本实验如何洗涤滤饼？ 答：采用横穿洗涤法，洗涤液穿过两层滤布及整个厚度的滤饼，流径长
0.33
源自文库
252
763.83 0.31
26
10
0.00014 0.0082
3.35E07
0.34
262
775.47 0.32
27
10
0.00014 0.0078
3.43E07
0.34
272
787.34 0.33
28
10
0.00014 0.0078
3.51E07
0.35
282
798.66 0.34
29
10
132
2.20E07
0.22
142
2.31E- 0.23 152
（ττ1） ∕（qq1）
qq1m3/m2
0.00 0.00
440.00 0.02
451.28 0.04
471.43 0.06
482.19 0.08
500.00 0.10
517.65 0.12
531.03 0.13
541.54 0.15
560.91 0.16
(q-q1)+(q1+qe) 上述表明q-q1和（τ-τ1）/（q-q1）为线性关系，从而能方便地求 出过滤常数K和qe。 用最小二乘法回归直线方程时，设回归方程为y=α+βx,则β= [(xy)平均-x平均y平均]/[(x2)平均-(x平均)2]，α=y平均-βx平均。 三、实验装置和流程 1、装置 实验装置由配料桶、供料泵、圆形过滤机、过滤机量筒及空气压缩 机等组成。可进行过滤、洗涤和吹干三项操作过程。碳酸钙（CaCO3） 或碳酸镁（MgCO3）的悬浮液在配料桶内配制成一定浓度后，为阻止沉 淀，料液有供料泵管路循环。配料桶中用压缩空气搅拌，浆液经过过滤 机过滤后，滤液流入计量筒。过滤完毕后，亦可用洗涤水洗涤和压缩空 气吹干。 2、实验流程 本实验的流程如下图所示。图中给出了两套装置的流程。
u==× 对于不可压缩的滤饼，由上式可以导出过滤速度的计算式为： 式中：qe=Ve/A,Ve为形成与过滤介质阻力相等的滤饼层所得的滤液 量m3；r为滤饼的比阻1/m2;v为单位体积滤液所得到的滤饼的体积
m3/m3;μ为滤液的粘度Pa·s；K为过滤常数m2/s。 在恒压差过滤时，上述微分方程积分后可得：q2+2qqe=Kτ。 由上述方程可计算在过滤设备、过滤条件一定时，过滤一定滤液量
所需要的时间或者在过滤时间、过滤条件一定是为了完成一定生产任 务，所需要的过滤设备大小。
在利用上述方程计算时，需要知道K、qe等常数，而K、qe常数只有 通过实验才能测定。在用实验方法测定过滤常数时，需将上述方程变换 成如下形式：
qe 因此，实验时只要维持操作压强恒定，计取过滤时间和相应的滤液 量以τ/q~q作图得直线。读取直线斜率1/K和截距2qe/K值，进而计算K 和qe的值。 若在恒压过滤的时间内已通过单位过滤面的滤液q1，则在τ1和τ2 及q1至q2范围内将上述微积分方程积分整理后得：
5、在本实验的装置上如何测定滤饼的压缩指数s和物料特性常数k？ 答：改变实验所用的过滤压差△p，可测得不同的K值，由K的定义式两
边取对数得lgK=(1-s)lg(△p)+lg(2k)在实验压差范围内，若k为常 数，则lgK~lg(△P)的关系在直角坐标上应是一条直线，直线的斜 率为（1-s）,可得滤饼压缩性指数s，由截矩可得物料特性常数k。
间，过滤时也要保证料液循环。结束后，应关闭料桶上的出料阀，打开 旁路上清水管路清洗供料泵，以防止CaCO3在泵体内沉积。
5、实验初始阶段不是恒压操作。因此可采用二只秒表交替计时， 记下时间和滤液量，并确定恒压开始时间τ1和相应的滤液量q1。过滤 压强不要超过0.08MPa。
6、当滤液量很少时，滤渣已充满滤框后，过滤阶段可结束。
过滤实验
1、 实验目的 1. 熟悉板框压滤机的结构。 2. 学会板框压滤机的操作方法。 3. 测定一定物料恒压过滤过程中的过滤常数K和qe，确定恒压过滤 方程。
2、 实验原理 过滤是一种能将固体物截流而让流体通过的多孔介质，将固体物从 液体或气体中分离出来的过程。因此过滤在本质上是流体通过固体颗粒 层的流动。所不同的是这个固体颗粒层的厚度随着过滤过程的进行而不 断增加。因此在势能差Δ（p+ρgz）不变的情况下，单位时间通过过滤 介质的液体量也在不断下降，即过滤速度不断降低。过滤速度u的定义 是单位时间、单位过滤面积内通过过滤介质的滤液量，即： u=dV/(Adτ),式中A代表过滤面积m2, τ代表过滤时间s，V代表滤液量 m3。 影响过滤速度的主要因素除势能差、滤饼厚度外，还有滤饼和悬浮 液（含有固体粒子的流体）性质、悬浮液温度、过滤介质的阻力等，故 难以用严格的流体力学方法处理。 比较过滤过程与流体经过固定床的流动可知：过滤速度，即为流体 经过固定床的表现速度u。同时，液体在细小颗粒构成的滤饼空隙中的 流动属于低雷诺范围。因此，可利用流体通过固体床压降的简化数学模 型，寻求滤液量q与时间τ的关系。在低雷诺数下，可用康采尼 （Kozeny）的计算式，即：