恒压过滤
一、实验名称：
恒压过滤
二、实验目得:
1、熟悉板框过滤机得结构；
2、测定过滤常数K、q e、θｅ;
三、实验原理:
板框压滤就是间歇操作。一个循环包括装机、压滤、饼洗涤、卸饼与清洗五个工序。板框机由多个单元组合而成,其中一个单元由滤板(·）、滤框（∶)、洗板()与滤布组成,板框外形就是方形,如图2-２-４-1所示，板面有内槽以便滤液与洗液畅流,每个板框均有四个圆孔,其中两对角得一组为过滤通道,另一组为洗涤通道。滤板与洗板又各自有专设得小通道。图中实线箭头为滤液流动线路,虚线箭头则为洗液流动路线。框得两面包以滤布作为滤面,滤浆由泵加压后从下面通道送入框内,滤液通过滤布集于对角上通道而排出,滤饼被截留在滤框内,如图2-2-4-２ａ)所示。过滤完毕若对滤饼进行洗涤则从另一通道通入洗液,另一对角通道排出洗液，如图2－2-4－2ｂ)所示。
图2－2-4-1 板框结构示意图
图２-２-４-2 过滤与洗涤时液体流动路线示意图
在过滤操作后期，滤饼即将充满滤框,滤液就是通过滤饼厚度得一半及一层滤布而排出,洗涤时洗液就是通过两层滤布与整个滤饼层而排出，若以单位时间、单位面积获得得液体量定义为过滤速率或洗涤速率,则可得洗涤速率约为最后过滤速率得四分之一。
恒压过滤时滤液体积与过滤时间、过滤面积之间得关系可用下式表示:
（1)
式中:V——时间θ内所得滤液量[m3]
V e——形成相当于滤布阻力得一层滤饼时获得得滤液量,又称虚拟滤液量[m3]
θ——过滤时间［s]
θe——获过滤液量V e所需时间[s］
A——过滤面积[m2］
K——过滤常数[m2/s］
若令：q=V/A及qｅ=V e/A，代入式(１)整理得:
(2）
式中:q——θ时间内单位面积上所得滤液量[m3／m2]
ｑe——虚拟滤液量[ｍ3／ｍ2]
K、qｅ与θe统称为过滤常数。
式(2)为待测得过滤方程,因就是一个抛物线方程，不便于测定过滤常数。为此将式(２)微分整理得:
上式以增量代替微分：
(3）
式（３)为一直线方程,直线得斜率为，截距为,式中△θ,△q与q均可测定。以为纵坐标，ｑ为横坐标作图如图２-2-4－３所示,由图中直线得斜率与截距便可求得Ｋ与q e值。常数θｅ可在图上取一组数据代入式(3）求取,也可用下式计算:
ﻩ(4)
最后就可写出过滤方程式(2)得型式。
图2-2-4-3 方程(３)图解
板框压滤就是间歇式操作，始点与终点数据误差较大,作图时应舍去。又因式(3）中与q为阶梯型函数关系,故作图时先作阶梯线,后经各阶梯水平线中点联直线以求取过滤操作线。
四、实验设备流程图:
实验流程由贮槽、齿轮泵与板框机等组成。滤液量用容量法或重量法测定,如图2-２-4-４所示。请注意：齿轮泵就是正位移泵,泵出口必须设回流管路进行流量调节。
1—滤浆槽2—齿轮泵３—电动机4—回流阀5—调节阀
６—压力表７—板框机８—压紧螺旋９—容器１0—磅称
图２－２－4－4 板框过滤实验流程图
五、实验方法:
1、熟悉实验流程、板框结构、排列方法。
2、浸湿滤布，拉平后装机，框数宜取两个,螺旋压紧,要保证进滤浆及出滤液得路线畅通,并且板框之间逢隙不漏液。
3、在滤浆槽1内配制10%左右得碳酸钙水溶液5０公斤,先人工搅拌均匀,后关调节阀５,开回流阀4,启动齿轮泵2(先转动靠背轮就是否灵活后合电开关),进行回流搅拌。
4、作好滤液流量测定准备(用定容量计时法,即滤液每流出1升,计时1次,时间单位为秒)。
5、打开调节阀５,关小回流阀４,把滤浆送进压滤机7,压力表6读数要稳定在0、１MPa左右,过程中若压力指示有波动,可用阀4与阀5调节使之稳定。
6、当滤液出口处滤液呈滴状慢慢滴出时可停止操作,结束实验，先停齿轮泵,后松开机头,取出滤饼放置盘上,清洗滤布与全机。
7、取框1块测量面积,并计算总过滤面积。８、记下操作压力与滤液温度。
9、归还所借秒表,清理现场。
六、原始数据记录表:
操作压力:Ｐ＝0、１ＭＰa 滤板长度:L=0、172m 圆半径:R=0、
０36m
表1ﻬ七、数据处理表及图:
表2
方程（3）图解
05001000150020002500300035000.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
0.20
q
△θ/△q
过滤常数:
k ＝0、000１38m 2／ｓ ｑｅ=０、0３08８9ｍ３/ｍ2 =6、９13941s
截距:
过滤方程具体形式:
八、计算举例:
取第4组数据举例计算:
22222051029.0)036.014.3172.0(2)(2m R L A =⨯-⨯=-=π
s m A V q /019597.0051029.0/00100.0/3==∆=∆
同理其她组数据结果如表２、 所以：
()()s m q q q n n /068588.02/078387.0058790.02/'31=+=+=- 同理其她组数据结果如表２、
2/13882.14517029395
.0186168.0627072
.923525824.31992m s k =--=
23/030889.0068588.013882
.14517124096
.1444'/2/m m q k q q e =-=-∆∆=θ
