1、恒壓過濾常數測定實驗一、實驗目的1. 熟悉板框壓濾機的構造和操作方法。2. 通過恒壓過濾實驗，驗證過濾基本理論。3. 學會測定過濾常數K、qe、e及壓縮性指數s的方法。4. 了解過濾壓力對過濾速率的影響。二、基本原理 過濾是以某種多孔物質為介質來處理懸浮液以達到固、液分離的一種操作過程，即在外力的作用下，懸浮液中的液體通過固體顆粒層（即濾渣層）及多孔介質的孔道而固體顆粒被截留下來形成濾渣層，從而實現固、液分離。因此，過濾操作本質上是流體通過固體顆粒層的流動，而這個固體顆粒層（濾渣層）的厚度隨著過濾的進行而不斷增加，故在恒壓過濾操作中，過濾速度不斷降低。 過濾速度u定義為單位時間單位過濾面積內通

2、過過濾介質的濾液量。影響過濾速度的主要因素除過濾推動力（壓強差）p，濾餅厚度L外，還有濾餅和懸浮液的性質，懸浮液溫度，過濾介質的阻力等。過濾時濾液流過濾渣和過濾介質的流動過程基本上處在層流流動范圍內，因此，可利用流體通過固定床壓降的簡化模型，尋求濾液量與時間的關系，可得過濾速度計算式：式中：K過濾常數，由物料特性及過濾壓差所決定，m2/s將式（3）分離變量積分，整理得：再將式（7）微分，得：將式（8）寫成差分形式，則式中： 每次測定的單位過濾面積濾液體積（在實驗中一般等量分配），m3/ m2； 每次測定的濾液體積所對應的時間，s； 相鄰二個q值的平均值，m3/ m2。以為縱坐標，為橫坐標將式（

3、9）標繪成一直線，可得該直線的斜率和截距，斜率： 截距： 則， ，m2/s ，m3 ，s改變過濾壓差，可測得不同的K值，由K的定義式（2）兩邊取對數得：在實驗壓差范圍內，若B為常數，則lgKlg()的關系在直角坐標上應是一條直線，斜率為(1-s)，可得濾餅壓縮性指數s。三、實驗裝置與流程本實驗裝置由空壓機、配料槽、壓力料槽、板框過濾機等組成，其流程示意如圖1。圖1 板框壓濾機過濾流程1空氣壓縮機；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調壓閥；12量筒；13配料罐；14地溝 四、實驗步驟1實驗準備 （1） 配料：在配料罐內配制含CaCO3 20

4、% 左右的水懸浮液；（2） 攪拌：開啟空壓機，將壓縮空氣通入配料罐，使CaCO3懸浮液攪拌均勻。攪拌時，應將配料罐的頂蓋合上；（3） 設定壓力：分別打開進壓力灌的三路閥門，空壓機過來的壓縮空氣經各定值調節閥分別設定為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：向清水罐通入自來水，液面達視鏡2/3高度左右。灌清水時，應將安全閥處的泄壓閥打開。 （6） 灌料：在壓力罐泄壓閥打開的情況下，打開配料罐和壓力罐間的進料閥門，使料漿自動由配料桶流入壓力罐至其視鏡處，關閉進料閥門

5、。 2過濾過程 （1） 鼓泡：通壓縮空氣至壓力罐，使容器內料漿不斷攪拌。壓力料槽的排氣閥應不斷排氣，但又不能噴漿。 （2） 過濾：將中間雙面板下通孔切換閥開到通孔通路狀態。打開進板框前料液進口的兩個閥門，打開出板框后清液出口球閥。此時，壓力表指示過濾壓力，清液出口流出濾液。 （3） 每次實驗應在濾液從匯集管剛流出的時候作為開始時刻，每次V 分別取800ml、600ml、500ml、400ml、300ml、200ml、100ml左右，記錄相應的過濾時間。（4） 一個壓力下的實驗完成后，先打開泄壓閥使壓力罐泄壓。卸下濾框、濾板、濾布進行清洗，清洗時濾布不要折。每次濾液及濾餅均收集在小桶內，濾餅弄細

6、后重新倒入料漿桶內攪拌配料，進入下一個壓力實驗。注意若清水罐水不足，可補充一定水源，補水時仍應打開該罐的泄壓閥。 3清洗過程 （1） 關閉板框過濾的進出閥門。將中間雙面板下通孔切換閥開到通孔關閉狀態（閥門手柄與濾板平行為過濾狀態，垂直為清洗狀態）。 （2） 打開清洗液進入板框的進出閥門（板框前兩個進口閥，板框后一個出口閥）。此時，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濾速度小很多。 （3） 清洗液流動約1min，可觀察混濁變化判斷結束。一般物料可不進行清洗過程。結束清洗過程，也是關閉清洗液進出板框的閥門，關閉定值調節閥后進氣閥門。 4實驗結束 （1） 先關閉空壓機出口球

7、閥,關閉空壓機電源。 （2） 打開安全閥處泄壓閥，使壓力罐和清水罐泄壓。 （3） 卸下濾框、濾板、濾布進行清洗，清洗時濾布不要折。 （4） 將壓力罐內物料反壓到配料罐內備下次使用，或將該二罐物料直接排空后用清水沖洗。 五、數據處理（1）原始數據記錄過濾濾液體積/ml【0.1Mpa】時間/s【0.2Mpa】時間/s800251260031175003719400362130028172002112100116過濾濾液體積/ml【0.1Mpa】時間/s【0.2Mpa】時間/s100339100205（2）數據記錄與處理1. 當時,過濾面積：1234567/m38006005004003002001

8、000.0225990.0169490.0141240.0112990.0084750.0056500.002825/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，為橫坐標將式（9）標繪成一直線，圖1 - 的關系曲線2. 當時,過濾面積：1234567/m3800600

9、5004003002001000.0225990.0169490.0141240.0112990.0084750.0056500.002825/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，為橫坐標將式（9）標繪成一直線，圖2 - 的關系曲線3. 不同壓力

10、下的K值、qe、不同壓力下的K值、qe、過濾常數K /m2/sqe/m3/s0.10.01645.410.20.01091.44將不同壓力下測得的K值作lgK-曲線，如圖，根據斜率為0.7177，可計算得濾餅壓縮性指數圖2 不同壓力下測得的lgK-曲線六、結果分析與討論6.1 過濾時，用壓縮空氣把濾漿送入濾漿通道，由通道流進每個濾框里。濾液穿過濾布經濾板的凹槽流進每個濾板的濾液通道，形成濾液。6.2 洗滌時，用壓縮空氣把洗滌液送進洗滌液通道，由通道流進洗滌板兩側的凹槽，洗滌水橫穿濾餅，進入非洗滌板，形成洗滌液。6.3 強化過濾過程途徑，除了利用助濾劑改變濾餅結構以及利用混凝劑、絮凝劑改變懸浮液中顆粒聚集狀態、提高過濾速率之外，在過濾技術上采用動態過濾也是強化過濾的一個途徑。6.4 濾漿濃度越大，過濾常數K值越小；操作壓強越大，過濾常數K值越大。七、思考題1、當你在某一恒壓下所測得的K、qe、e值后，若將過濾壓強提高一倍，問上述三個值將有何變化？答：由公式K=2kP1-s，e=qe/K可知，當過濾壓強提高一倍時，K增大，e減小。2、影