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《過(guò)濾實(shí)驗(yàn)- - 恒壓過(guò)濾實(shí)驗(yàn) 真空過(guò)濾實(shí)驗(yàn).doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、過(guò)濾實(shí)驗(yàn)--恒壓過(guò)濾實(shí)驗(yàn)真空過(guò)濾實(shí)驗(yàn)恒壓過(guò)濾實(shí)驗(yàn)1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、τe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。2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。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－地溝圖1板框壓濾機(jī)過(guò)濾流程CaCO3的懸浮液在配料桶內(nèi)配制一定濃度后，利用壓差送入壓力料槽中，用壓縮空氣加以攪拌使Ca
2、CO3不致沉降，同時(shí)利用壓縮空氣的壓力將濾漿送入板框壓濾機(jī)過(guò)濾，濾液流入量筒計(jì)量，壓縮空氣從壓力料槽上排空管中排出。板框壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸：框厚度20mm，每個(gè)框過(guò)濾面積0.0177m2，框數(shù)2個(gè)。空氣壓縮機(jī)規(guī)格型號(hào)：風(fēng)量0.06m3/min，最大氣壓0.8Mpa。3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
3、，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：（1）式中：u—過(guò)濾速度，m/s；V—通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的濾液量，m3；A—過(guò)濾面積，m2；τ—過(guò)濾時(shí)間，s；q—通過(guò)單位面積過(guò)濾介質(zhì)的濾液量，m3/m2；△p—過(guò)濾壓力（表壓）pa；s —濾渣壓縮性系數(shù)；μ—濾液的粘度，Pa.s；r—濾渣比阻，1/m
4、2；C—單位濾液體積的濾渣體積，m3/m3；Ve—過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積，m3；r￠—濾渣比阻，m/kg；C—單位濾液體積的濾渣質(zhì)量，kg/m3。對(duì)于一定的懸浮液，在恒溫和恒壓下過(guò)濾時(shí)，μ、r、C和△p都恒定，為此令：（2）于是式（1）可改寫為：（3）式中：K—過(guò)濾常數(shù)，由物料特性及過(guò)濾壓差所決定，。將式（3）分離變量積分，整理得：（4）即（5）將式（4）的積分極限改為從0到Ve和從0到積分，則：（6）將式（5）和式（6）相加，可得：（7）式中：—虛擬過(guò)濾時(shí)間，相當(dāng)于濾出濾液量Ve所需時(shí)間，s。再將式（7）微分，得：（8）將式（8）寫成差分形式，則（9）式中：—每次測(cè)定的單位過(guò)濾面積濾液
5、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，改變過(guò)濾壓差△P，可測(cè)得不同的K值，由K的定義式（2）兩邊取對(duì)數(shù)得：(10)在實(shí)驗(yàn)壓差范圍內(nèi)，若B為常數(shù)，則lgK～lg(△p)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。4實(shí)驗(yàn)步驟4.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1)配料：在配料罐內(nèi)配制含CaCO310％～30％（wt.%）的水懸浮液，碳酸鈣事先由天平稱重，水位高度按標(biāo)尺示意，筒身直徑35mm。配置時(shí)，應(yīng)將配料罐底部閥門關(guān)閉。1)
6、攪拌：開啟空壓機(jī)，將壓縮空氣通入配料罐（空壓機(jī)的出口小球閥保持半開，進(jìn)入配料罐的兩個(gè)閥門保持適當(dāng)開度），使CaCO3懸浮液攪拌均勻。攪拌時(shí)，應(yīng)將配料罐的頂蓋合上。2)設(shè)定壓力：分別打開進(jìn)壓力灌的三路閥門，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（出廠已設(shè)定，實(shí)驗(yàn)時(shí)不需要再調(diào)壓。若欲作0.25MPa以上壓力過(guò)濾，需調(diào)節(jié)壓力罐安全閥）。設(shè)定定值調(diào)節(jié)閥時(shí)，壓力灌泄壓閥可略開。3)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。（注意：用螺旋壓緊時(shí)，千萬(wàn)不要把手指壓傷，先慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使板框合上
7、，然后再壓緊）。4)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。5)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(jìn)料閥門，使料漿自動(dòng)由配料桶流入壓力罐至其視鏡1/2~2/3處，關(guān)閉進(jìn)料閥門。4.2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，但又不能噴漿。2)過(guò)濾：將中間雙面板下通孔切換閥開到通孔通路狀態(tài)。打開進(jìn)板框前料液進(jìn)口的兩個(gè)閥
