恒壓過(guò)濾常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

恒壓過(guò)濾常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉板框壓濾機(jī)的構(gòu)造和操作方法。2. 通過(guò)恒壓過(guò)濾實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證過(guò)濾基本理論。3. 學(xué)會(huì)測(cè)定過(guò)濾常數(shù)K、qe、e及壓縮性指數(shù)s的方法。4. 了解過(guò)濾壓力對(duì)過(guò)濾速率的影響。二、基本原理 過(guò)濾是以某種多孔物質(zhì)為介質(zhì)來(lái)處理懸浮液以達(dá)到固、液分離的一種操作過(guò)程，即在外力的作用下，懸浮液中的液體通過(guò)固體顆粒層（即濾渣層）及多孔介質(zhì)的孔道而固體顆粒被截留下來(lái)形成濾渣層，從而實(shí)現(xiàn)固、液分離。因此，過(guò)濾操作本質(zhì)上是流體通過(guò)固體顆粒層的流動(dòng)，而這個(gè)固體顆粒層（濾渣層）的厚度隨著過(guò)濾的進(jìn)行而不斷增加，故在恒壓過(guò)濾操作中，過(guò)濾速度不斷降低。 過(guò)濾速度u定義為單位時(shí)間單位過(guò)濾面積內(nèi)通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的濾液量。影響過(guò)濾速度的主要因素除過(guò)濾推動(dòng)力（壓強(qiáng)差）p，濾餅厚度L外，還有濾餅和懸浮液的性質(zhì)，懸浮液溫度，過(guò)濾介質(zhì)的阻力等。過(guò)濾時(shí)濾液流過(guò)濾渣和過(guò)濾介質(zhì)的流動(dòng)過(guò)程基本上處在層流流動(dòng)范圍內(nèi)，因此，可利用流體通過(guò)固定床壓降的簡(jiǎn)化模型，尋求濾液量與時(shí)間的關(guān)系，可得過(guò)濾速度計(jì)算式：式中：K過(guò)濾常數(shù)，由物料特性及過(guò)濾壓差所決定，m2/s將式（3）分離變量積分，整理得：再將式（7）微分，得：將式（8）寫(xiě)成差分形式，則式中： 每次測(cè)定的單位過(guò)濾面積濾液體積（在實(shí)驗(yàn)中一般等量分配），m3/ m2； 每次測(cè)定的濾液體積所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，s； 相鄰二個(gè)q值的平均值，m3/ m2。以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)將式（9）標(biāo)繪成一直線，可得該直線的斜率和截距，斜率： 截距： 則， ，m2/s ，m3 ，s改變過(guò)濾壓差，可測(cè)得不同的K值，由K的定義式（2）兩邊取對(duì)數(shù)得：在實(shí)驗(yàn)壓差范圍內(nèi)，若B為常數(shù)，則lgKlg()的關(guān)系在直角坐標(biāo)上應(yīng)是一條直線，斜率為(1-s)，可得濾餅壓縮性指數(shù)s。三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程本實(shí)驗(yàn)裝置由空壓機(jī)、配料槽、壓力料槽、板框過(guò)濾機(jī)等組成，其流程示意如圖1。圖1 板框壓濾機(jī)過(guò)濾流程1空氣壓縮機(jī)；2壓力灌；3安全閥；4，5壓力表；6清水罐；7濾框； 8濾板；9手輪；10通孔切換閥；11調(diào)壓閥；12量筒；13配料罐；14地溝 四、實(shí)驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 （1） 配料：在配料罐內(nèi)配制含CaCO3 20% 左右的水懸浮液；（2） 攪拌：開(kāi)啟空壓機(jī)，將壓縮空氣通入配料罐，使CaCO3懸浮液攪拌均勻。攪拌時(shí)，應(yīng)將配料罐的頂蓋合上；（3） 設(shè)定壓力：分別打開(kāi)進(jìn)壓力灌的三路閥門(mén)，空壓機(jī)過(guò)來(lái)的壓縮空氣經(jīng)各定值調(diào)節(jié)閥分別設(shè)定為0.1MPa、0.2MPa和0.25MPa；（4） 裝板框：正確裝好濾板、濾框及濾布。濾布使用前用水浸濕，濾布要繃緊，不能起皺。濾布緊貼濾板，密封墊貼緊濾布；（5） 灌清水：向清水罐通入自來(lái)水，液面達(dá)視鏡2/3高度左右。灌清水時(shí)，應(yīng)將安全閥處的泄壓閥打開(kāi)。 （6） 灌料：在壓力罐泄壓閥打開(kāi)的情況下，打開(kāi)配料罐和壓力罐間的進(jìn)料閥門(mén)，使料漿自動(dòng)由配料桶流入壓力罐至其視鏡處，關(guān)閉進(jìn)料閥門(mén)。 2過(guò)濾過(guò)程 （1） 鼓泡：通壓縮空氣至壓力罐，使容器內(nèi)料漿不斷攪拌。壓力料槽的排氣閥應(yīng)不斷排氣，但又不能?chē)姖{。 （2） 過(guò)濾：將中間雙面板下通孔切換閥開(kāi)到通孔通路狀態(tài)。打開(kāi)進(jìn)板框前料液進(jìn)口的兩個(gè)閥門(mén)，打開(kāi)出板框后清液出口球閥。此時(shí)，壓力表指示過(guò)濾壓力，清液出口流出濾液。 （3） 每次實(shí)驗(yàn)應(yīng)在濾液從匯集管剛流出的時(shí)候作為開(kāi)始時(shí)刻，每次V 分別取800ml、600ml、500ml、400ml、300ml、200ml、100ml左右，記錄相應(yīng)的過(guò)濾時(shí)間。（4） 一個(gè)壓力下的實(shí)驗(yàn)完成后，先打開(kāi)泄壓閥使壓力罐泄壓。卸下濾框、濾板、濾布進(jìn)行清洗，清洗時(shí)濾布不要折。每次濾液及濾餅均收集在小桶內(nèi)，濾餅弄細(xì)后重新倒入料漿桶內(nèi)攪拌配料，進(jìn)入下一個(gè)壓力實(shí)驗(yàn)。注意若清水罐水不足，可補(bǔ)充一定水源，補(bǔ)水時(shí)仍應(yīng)打開(kāi)該罐的泄壓閥。 3清洗過(guò)程 （1） 關(guān)閉板框過(guò)濾的進(jìn)出閥門(mén)。將中間雙面板下通孔切換閥開(kāi)到通孔關(guān)閉狀態(tài)（閥門(mén)手柄與濾板平行為過(guò)濾狀態(tài)，垂直為清洗狀態(tài)）。 （2） 打開(kāi)清洗液進(jìn)入板框的進(jìn)出閥門(mén)（板框前兩個(gè)進(jìn)口閥，板框后一個(gè)出口閥）。此時(shí)，壓力表指示清洗壓力，清液出口流出清洗液。清洗液速度比同壓力下過(guò)濾速度小很多。 （3） 清洗液流動(dòng)約1min，可觀察混濁變化判斷結(jié)束。一般物料可不進(jìn)行清洗過(guò)程。結(jié)束清洗過(guò)程，也是關(guān)閉清洗液進(jìn)出板框的閥門(mén)，關(guān)閉定值調(diào)節(jié)閥后進(jìn)氣閥門(mén)。 4實(shí)驗(yàn)結(jié)束 （1） 先關(guān)閉空壓機(jī)出口球閥,關(guān)閉空壓機(jī)電源。 （2） 打開(kāi)安全閥處泄壓閥，使壓力罐和清水罐泄壓。 （3） 卸下濾框、濾板、濾布進(jìn)行清洗，清洗時(shí)濾布不要折。 （4） 將壓力罐內(nèi)物料反壓到配料罐內(nèi)備下次使用，或?qū)⒃摱尬锪现苯优趴蘸笥们逅疀_洗。 五、數(shù)據(jù)處理（1）原始數(shù)據(jù)記錄過(guò)濾濾液體積/ml【0.1Mpa】時(shí)間/s【0.2Mpa】時(shí)間/s800251260031175003719400362130028172002112100116過(guò)濾濾液體積/ml【0.1Mpa】時(shí)間/s【0.2Mpa】時(shí)間/s100339100205（2）數(shù)據(jù)記錄與處理1. 當(dāng)時(shí),過(guò)濾面積：1234567/m38006005004003002001000.0225990.0169490.0141240.0112990.0084750.0056500.002825/s12171921171261106.251829.002619.603186.003304.003717.003894.000.0225990.0395480.0536720.0649720.0734460.0790960.0819210.011299 0.019774 0.015537 0.012712 0.009887 0.007062 0.004237 以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)將式（9）標(biāo)繪成一直線，圖1 - 的關(guān)系曲線2. 當(dāng)時(shí),過(guò)濾面積：1234567/m38006005004003002001000.0225990.0169490.0141240.0112990.0084750.0056500.002825/s25313736282111531.00 1003.00 1345.20 1858.50 2006.00 2124.00 2124.00 0.0225990.0395480.0536720.0649720.0734460.0790960.0819210.011299 0.019774 0.015537 0.012712 0.009887 0.007062 0.004237 以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)將式（9）標(biāo)繪成一直線，圖2 - 的關(guān)系曲線3. 不同壓力下的K值、qe、不同壓力下的K值、qe、過(guò)濾常數(shù)K /m2/sqe/m3/s0.10.01645.410.20.01091.44將不同壓力下測(cè)得的K值作lgK-曲線，如圖，根據(jù)斜率為0.7177，可計(jì)算得濾餅壓縮性指數(shù)圖2 不同壓力下測(cè)得的lgK-曲線六、結(jié)果分析與討論6.1 過(guò)濾時(shí)，用壓縮空氣把濾漿送入濾漿通道，由通道流進(jìn)每個(gè)濾框里。濾液穿過(guò)濾布經(jīng)濾板的凹槽流進(jìn)每個(gè)濾板的濾液通道，形成濾液。6.2 洗滌時(shí)，用壓縮空氣把洗滌液送進(jìn)洗滌液通道，由通道流進(jìn)洗滌板兩側(cè)的凹槽，洗滌水橫穿濾餅，進(jìn)入非洗滌板，形成洗滌液。6.3 強(qiáng)化過(guò)濾過(guò)程途徑，除了利用助濾劑改變?yōu)V餅結(jié)構(gòu)以及利用混凝劑、絮凝劑改變懸浮液中顆粒聚集狀態(tài)、提高過(guò)濾速率之外，在過(guò)濾技術(shù)上采用動(dòng)態(tài)過(guò)濾也是強(qiáng)化過(guò)濾的一個(gè)途徑。6.4 濾漿濃度越大，過(guò)濾常數(shù)K值越小；操作壓強(qiáng)越大，過(guò)濾常數(shù)K值越大。七、思考題1、當(dāng)你在某一恒壓下所測(cè)得的K、qe、e值后，若將過(guò)濾壓強(qiáng)提高一倍，問(wèn)上述三個(gè)值將有何變化？答：由公式K=2kP1-s，e=qe/K可知，當(dāng)過(guò)濾壓強(qiáng)提高一