化工原理实验板框过滤实验一,实验目的及任务
1 熟悉 板框压滤机 的 构造和操作 方法,
2 测定在恒压操作时的 过滤常数,并以实验所得结果证过滤方程式,增进对过滤理论的理解,
3 测定 洗涤速率 的关系,
二,基本原理
过滤过程 是将悬浮液送至过滤介质 (滤布及滤渣 )的一侧,在其上维持比另一侧较高的 压力,液体则通过介质而成滤液,而固体粒子则被 截留 逐渐形成滤渣,
过滤速度 由过滤介质两端的压力差及过滤介质的 阻力 决定,
过滤介质 阻力由二部分组成,一为滤布,一为滤渣,(先积下来的滤渣成为后来的过滤介质 ),
因为滤渣厚度 (亦即 滤渣阻力 )随着时间增加,
所以恒压过滤速度随着时间而降低,
对于 不可压缩性 滤渣,
在恒压过滤情况下,滤液量与过滤时间 的关系可用下式表示,
eKSVV e 22 (3-1)
式中,
V ━? 时间内的滤液量，（ ）3m
━eV 虚拟的 滤液液体积,它是形成相当于滤布阻力的一层滤渣时，应得到的滤液量 （ ）3m
S ━ 过滤面积,（ ）2m
K ━ 过滤常数,（ ）sm2
━ 相当于得到滤液 V所需的 过滤时间,（ S）
e? ━ 相当于得到滤液所需的过滤时间，（ S）
上式也可写成：
Kqqq e 22
（ 3-2）
式中
S
Vq? 即单位过滤面积的 滤液量 （ m）
将过滤方程式 微分 后得到
Kddqqq d q e 22 （ 3-3）
整理后得：
K
q
K
q
dq
d e22 （ 3-4）
以 代
q?
dq
d?,则得
k
q
K
q
q
e22
q?
将 对 q标绘（ q取各时间间隔内的平均值），
在正常情况下，各点均在一 直线 上，
载距
cKqe?2
由此可求出 K和
eq
如图形操作 3-1所示，
直线斜率
B
A
k?
2
图 3---1
q 23 mm
ms
q?
C
B
A
三,装置和流程整个实验装置由 调浆桶,洗水罐,板框过滤机和量筒 几部分组成,
3MgCO
的悬浮液在调浆桶内配制一定浓度后送入贮罐用压缩空气加以搅拌，使之 均匀,并用压缩空气从贮浆罐顶部的排气管排出。
水压缩空气回流水排气压缩空气冲洗洗水滤液滤浆配浆槽储浆罐排污 洗水罐板框压滤机计量筒压力表空气过滤减压阀搅拌器安全阀液位计水液位计计量筒液位计电动机和减速器水图 3— 2 实验装置流程滤液出口 滤液及洗叶液出口洗水入管 滤浆入管一板二板 框的一角三板
170
170 R40
19
图 3— 3 板框结构图返回
洗水同样用再 压缩空气 从洗水罐压送至板框过滤机行洗涤,洗水也入量筒计量 。
实验完毕，贮浆罐中的滤浆用压缩空气送至调浆桶 贮存。
滤框厚度为 20mm,每个框的过滤面积为 20478.0 m
过滤面积
22 191.04204.017.017.0 mA
板框过滤机的板框结构如图 3-3 所示四,操作要点
排列好板和框的 位置和次序,装好滤布,不用的板和框用胶皮垫隔开,然后压紧板框,
1、清水试验,
(1) 将滤机上的进出口阀按需要打开或关闭,用清水试验 (是否漏,哪些地方漏,漏的地方是否影响实验结果 ) 并以清水练习量及调节压力的操作,
（ 2） 用清水试验时,因过滤介质的阻力不变,
属 恒压恒速 过程,
eq
（ 3） 用清水试验的数据作图可得一条平行于横轴的直线，由此可准确地求出 过滤方程式微分式 的截距，准确地求出操作注意滤布的洗净程度对截距值影响很大，
滤布必须铺平,孔要对正 。选用压力与过滤时压力相同。
2、过滤实验
（ 1） 悬浮液的配制,浓度为 3-5%（重量）
较为适宜，配制好开动压缩机将其送入贮浆罐中，使滤液搅拌 均匀 。
（ 2） 滤布应先湿透,滤布孔要对准 。 表面服贴平展无皱纹,否则会漏 。
（ 3） 装好滤布,排好板框,然后压紧板框 。
（ 4） 检查阀门,应注意将悬浮液进过滤机的进口旋塞先 关闭 。
（ 5） 计量筒中液面调整到 零点,
（ 6） 打开管线最底部的旋塞放出管内的 积水,
（ 7） 启动后打开悬浮液的进口阀,将压力调至指定的 工作压力,
（ 8） 待滤渣装满框时即可 停止过滤,(可以滤液量显著减少一滴一滴的流出为准 ).
3、测定洗涤速率
（ 1）将水放入洗水罐后 关闭 进水阀,
（ 2） 打开压缩空气进口阀,使压缩空气进入洗水罐,维持洗涤压强与过滤时的 压强相等,
（ 3） 关闭过滤机固定头左上方的滤液出口阀,开启左下方的洗水进口阀,洗少穿过滤渣层后流入计量筒,测取 有关数据,
洗涤完毕后,旋开压紧螺杆并将板,框拉开,卸出滤渣,清洗滤布,整理板,框重新组装,以进行另一个操作循环,
实验结束后,停止 搅拌,立即用压缩空所将贮浆罐内的剩余悬浮液送回配浆槽内贮存,停压缩机,清洗 贮浆罐及液位计等,以免剩余悬浮液沉淀,堵塞管道,阀门等,
4、操作当中应注意的事项
（ 1） 滤液不出或流出很慢,必定是 板框 排错了,
（ 2）滤液不清则是滤布没有铺好,有 漏液或短路 的缘故,
（ 3） 在操作过程中,如有一次末能记下时间,实验仍可继续进行,因为在 数据处理 时所需要的数据只是当滤量增加 时，时间的增量,相互对应即可。
q?
q
所以中间有一未记下时间，并不影响以后的记录，只不过在 的标绘中缺少实验成绩点。
五．报告要求
2,得出完整的 过滤方程式
3,列出 过滤与洗涤速率 的比值 。
1、绘出 qq ~/ 图，列出
eeqk?,,
的值六,讨论题
1 为什么过滤开始时,滤液常常有一点 混浊,
过段时间才清？
2 你的实验数据中第一点有无 偏低或偏高 现象？怎样解释？如何对待第一点数据？
q? q?
kk eq
3,取大些好还是取小些好？同一次实验，
值不同，所得出 值 值会不会不同？作直线求及 时，直线为什么要通过 矩形顶边中点？
eq
4,滤浆 浓度和过滤压强 对 k值有何影响?
5,过滤压强增加一倍后,得到同一滤液量所需的时间是否也减少一半?
6,影响过滤速率的 因素 有哪些?
制作人 杨小伟 周坤牛娅丽 贾海峰
单位 九九化工系
指导教师 梁英华 李国江
1 熟悉 板框压滤机 的 构造和操作 方法,
2 测定在恒压操作时的 过滤常数,并以实验所得结果证过滤方程式,增进对过滤理论的理解,
3 测定 洗涤速率 的关系,
二,基本原理
过滤过程 是将悬浮液送至过滤介质 (滤布及滤渣 )的一侧,在其上维持比另一侧较高的 压力,液体则通过介质而成滤液,而固体粒子则被 截留 逐渐形成滤渣,
过滤速度 由过滤介质两端的压力差及过滤介质的 阻力 决定,
过滤介质 阻力由二部分组成,一为滤布,一为滤渣,(先积下来的滤渣成为后来的过滤介质 ),
因为滤渣厚度 (亦即 滤渣阻力 )随着时间增加,
所以恒压过滤速度随着时间而降低,
对于 不可压缩性 滤渣,
在恒压过滤情况下,滤液量与过滤时间 的关系可用下式表示,
eKSVV e 22 (3-1)
式中,
V ━? 时间内的滤液量，（ ）3m
━eV 虚拟的 滤液液体积,它是形成相当于滤布阻力的一层滤渣时，应得到的滤液量 （ ）3m
S ━ 过滤面积,（ ）2m
K ━ 过滤常数,（ ）sm2
━ 相当于得到滤液 V所需的 过滤时间,（ S）
e? ━ 相当于得到滤液所需的过滤时间，（ S）
上式也可写成：
Kqqq e 22
（ 3-2）
式中
S
Vq? 即单位过滤面积的 滤液量 （ m）
将过滤方程式 微分 后得到
Kddqqq d q e 22 （ 3-3）
整理后得：
K
q
K
q
dq
d e22 （ 3-4）
以 代
q?
dq
d?,则得
k
q
K
q
q
e22
q?
将 对 q标绘（ q取各时间间隔内的平均值），
在正常情况下，各点均在一 直线 上，
载距
cKqe?2
由此可求出 K和
eq
如图形操作 3-1所示，
直线斜率
B
A
k?
2
图 3---1
q 23 mm
ms
q?
C
B
A
三,装置和流程整个实验装置由 调浆桶,洗水罐,板框过滤机和量筒 几部分组成,
3MgCO
的悬浮液在调浆桶内配制一定浓度后送入贮罐用压缩空气加以搅拌，使之 均匀,并用压缩空气从贮浆罐顶部的排气管排出。
水压缩空气回流水排气压缩空气冲洗洗水滤液滤浆配浆槽储浆罐排污 洗水罐板框压滤机计量筒压力表空气过滤减压阀搅拌器安全阀液位计水液位计计量筒液位计电动机和减速器水图 3— 2 实验装置流程滤液出口 滤液及洗叶液出口洗水入管 滤浆入管一板二板 框的一角三板
170
170 R40
19
图 3— 3 板框结构图返回
洗水同样用再 压缩空气 从洗水罐压送至板框过滤机行洗涤,洗水也入量筒计量 。
实验完毕，贮浆罐中的滤浆用压缩空气送至调浆桶 贮存。
滤框厚度为 20mm,每个框的过滤面积为 20478.0 m
过滤面积
22 191.04204.017.017.0 mA
板框过滤机的板框结构如图 3-3 所示四,操作要点
排列好板和框的 位置和次序,装好滤布,不用的板和框用胶皮垫隔开,然后压紧板框,
1、清水试验,
(1) 将滤机上的进出口阀按需要打开或关闭,用清水试验 (是否漏,哪些地方漏,漏的地方是否影响实验结果 ) 并以清水练习量及调节压力的操作,
（ 2） 用清水试验时,因过滤介质的阻力不变,
属 恒压恒速 过程,
eq
（ 3） 用清水试验的数据作图可得一条平行于横轴的直线，由此可准确地求出 过滤方程式微分式 的截距，准确地求出操作注意滤布的洗净程度对截距值影响很大，
滤布必须铺平,孔要对正 。选用压力与过滤时压力相同。
2、过滤实验
（ 1） 悬浮液的配制,浓度为 3-5%（重量）
较为适宜，配制好开动压缩机将其送入贮浆罐中，使滤液搅拌 均匀 。
（ 2） 滤布应先湿透,滤布孔要对准 。 表面服贴平展无皱纹,否则会漏 。
（ 3） 装好滤布,排好板框,然后压紧板框 。
（ 4） 检查阀门,应注意将悬浮液进过滤机的进口旋塞先 关闭 。
（ 5） 计量筒中液面调整到 零点,
（ 6） 打开管线最底部的旋塞放出管内的 积水,
（ 7） 启动后打开悬浮液的进口阀,将压力调至指定的 工作压力,
（ 8） 待滤渣装满框时即可 停止过滤,(可以滤液量显著减少一滴一滴的流出为准 ).
3、测定洗涤速率
（ 1）将水放入洗水罐后 关闭 进水阀,
（ 2） 打开压缩空气进口阀,使压缩空气进入洗水罐,维持洗涤压强与过滤时的 压强相等,
（ 3） 关闭过滤机固定头左上方的滤液出口阀,开启左下方的洗水进口阀,洗少穿过滤渣层后流入计量筒,测取 有关数据,
洗涤完毕后,旋开压紧螺杆并将板,框拉开,卸出滤渣,清洗滤布,整理板,框重新组装,以进行另一个操作循环,
实验结束后,停止 搅拌,立即用压缩空所将贮浆罐内的剩余悬浮液送回配浆槽内贮存,停压缩机,清洗 贮浆罐及液位计等,以免剩余悬浮液沉淀,堵塞管道,阀门等,
4、操作当中应注意的事项
（ 1） 滤液不出或流出很慢,必定是 板框 排错了,
（ 2）滤液不清则是滤布没有铺好,有 漏液或短路 的缘故,
（ 3） 在操作过程中,如有一次末能记下时间,实验仍可继续进行,因为在 数据处理 时所需要的数据只是当滤量增加 时，时间的增量,相互对应即可。
q?
q
所以中间有一未记下时间，并不影响以后的记录，只不过在 的标绘中缺少实验成绩点。
五．报告要求
2,得出完整的 过滤方程式
3,列出 过滤与洗涤速率 的比值 。
1、绘出 qq ~/ 图，列出
eeqk?,,
的值六,讨论题
1 为什么过滤开始时,滤液常常有一点 混浊,
过段时间才清？
2 你的实验数据中第一点有无 偏低或偏高 现象？怎样解释？如何对待第一点数据？
q? q?
kk eq
3,取大些好还是取小些好？同一次实验，
值不同，所得出 值 值会不会不同？作直线求及 时，直线为什么要通过 矩形顶边中点？
eq
4,滤浆 浓度和过滤压强 对 k值有何影响?
5,过滤压强增加一倍后,得到同一滤液量所需的时间是否也减少一半?
6,影响过滤速率的 因素 有哪些?
制作人 杨小伟 周坤牛娅丽 贾海峰
单位 九九化工系
指导教师 梁英华 李国江
