恒压过滤

实验名称:

恒压过滤

、实验目的：

1、 熟悉板框过滤机的结构；

2、 测定过滤常数K、qe、0；

三、实验原理：

板框压滤是间歇操作。一个循环包括装机、压滤、饼洗涤、卸饼和清洗五个工

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（3

和滤布组成，板框外形是方形，如图 2-2-4-1所示，板面有内槽以便滤液和洗液畅

流，每个板框均有四个圆孔，其中两对角的一组为过滤通道，另一组为洗涤通道。

滤板和洗板又各自有专设的小通道。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。框的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2-2-4-2 过滤和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，滤液是通过滤饼厚度的一半及一层滤布 而排出，洗涤时洗液是通过两层滤布和整个滤饼层而排出，若以单位时间、单位面 积获得的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的 四分之一。

恒压过滤时滤液体积与过滤时间、过滤面积之间的关系可用下式表示 ：

(V Ve)2 =KA2L 如 (1)

3 式中：V 时间B内所得滤液量[m ]

Ve――形成相当于滤布阻力的一层滤饼时获得的滤液量，又称虚拟滤液 量[m3]

0 ――过滤时间[s]

Qe――获过滤液量 Ve所需时间[S]

2

A——过滤面积[m ]

2

K 过滤常数[m /s]

若令：q=V/A及qe=Ve/A，代入式（1）整理得：

（q qe）^K^ 如 （2）

3 2

式中：q B时间内单位面积上所得滤液量 [m/m ]

3 2

qe 虚拟滤液量[m /m ]

K、qe和Be统称为过滤常数。

式（2）为待测的过滤方程，因是一个抛物线方程，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:

朋 2丄2 q qe （3）

9 K K

式（3）为一直线方程，直线的斜率为 —，截距为2qe / K，式中,△ q和q

K

均可测定。以 为纵坐标，q为横坐标作图如图 2-2-4-3所示，由图中直线的斜

率和截距便可求得 K和qe值。常数B e可在图上取一组数据代入式（3）求取，也可 用下式计算：

(4)

最后就可写出过滤方程式（2）的型式。

AG

图2-2-4-3 方程（3）图解

板框压滤是间歇式操作，始点和终点数据误差较大，作图时应舍去。又因式（3）

A6

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、齿轮泵和板框机等组成。滤液量用容量法或重量法测定，如 图2-2-4-4所示。请注意：齿轮泵是正位移泵，泵出口必须设回流管路进行流量调 节。

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 液的路线畅通，并且板框之间逢隙不漏液。

3、 在滤浆槽1内配制10%左右的碳酸钙水溶液 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和阀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，清洗滤布和全机。

7、 取框1块测量面积，并计算总过滤面积。

8记下操作压力和滤液温度。

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

七、数据处理表及图:

过滤常数：

k=0.000138m2/s qe=0.030889m3/m2 匕 =6.913941s

截距：

2qe 二 448.419901

过滤方程具体形式:

△ Q

八、计算举例：

取第4组数据举例计算：

A = 2 L2 _ 二R2) = 2 (0. 1722 - 3. 14 0. 0362 )= 0. 051029m2

V - 0. 001000m5 V = 0.004000m3 宀-28.3s

.：q = , V / A = 0. 00100 / 0. 051029 工 0. 019597m3 / s

q 二 V / A = 0. 004000 / 0. 051029 二 0. 078387m3 / s

九、讨论：

1 •为什么过滤开始时，滤液常常有点混浊，过段时间后才变清？

答：在过滤中，主要靠滤饼层。刚开始没有滤饼层，过滤效果不佳，

随着滤饼层的增厚，滤液就变清了。 开始过滤时，滤饼还未形成，空隙

较大的滤布使较小的颗粒得以漏过， 滤饼形成后且形成较密的滤饼，使颗 粒不易通过。

2.在恒压过滤实验中，为什么随着过滤的进行，所得滤液越来越少？

答：过滤实验，主要是靠压差滤液过滤进行的，在恒压过滤中，随着

过滤的进行，虽然其压差不变，但是过滤的滤渣积压压缩成滤饼， 随着滤

饼的增厚，滤液通过的滤饼的阻力加大，实际提供给滤液作为动力的压差 减少，滤液越来越难通过滤饼，甚至在过一段时间后， 过滤就会因为阻力 大而停滞。

处理数据分析时发现一二两组数据存在很大偏差，可能是做实验量水 的体积时溢出很多，使数据不准确。以后实验要注意一下。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/dbf502f75a0216fc700abb68a98271fe900eaf13.html