化工基础实验~过滤实验.doc

实验三 过滤实验 板框过滤实验 本实验设备由我校化工原理实验室与天津大学化工基础实验中心共同研制。该设备由过滤板、过滤框、旋涡泵等组成，是一种小型的工业用板框过滤机。本套装置可进行设计型、研究型、综合型实验。由于设备接近工业生产状况，通过实验可培养学生的工程观念、实验研究能力、设计能力以及解决生产实际问题的能力。 一、实验任务 根据实验指导教师要求，从下列实验任务中选择其中一项实验。 1．板框压滤机选型： 工业用过滤机选型的依据是物料的性能、分离任务和要求。为使过滤机的选型最为恰当，通常是用同一悬浮液在小型过滤实验设备中进行实验，以取得必要的过滤数据作为主要依据，然后从技术和经济两方面进行综合分析，确定过滤机的种类和型号。 现有某一工厂需过滤含CaCO3 5.0~5.5 % 的水悬浮液，过滤温度为25℃，固体CaCO3的密度为2930kg/m3。工业过滤机在0.28MPa的压强差下进行过滤，规定每一操作循环处理悬浮液10m3，过滤时间为30min，滤饼不洗涤，过滤至框内全部充满滤渣时为止，卸饼、清洗、重装等辅助时间为20min。 请你利用实验室的小型板框压滤机（详见设备流程部分，该过滤机的最高过滤推动力（表压力）为0.2Mpa）进行实验，测定有关的过滤参数，根据表1所提供的过滤机型号与规格，从中选择一种合适型号的压滤机，并确定滤框的数目，求出该过滤机的生产能力，为工厂提供选型的技术依据。 表1 过滤机的型号与规格 型 号 过滤面积 m2 框内尺寸 mm 框 数 框内总容积 [l] 工作压强 [kg/cm2] BAS20/635-25 20 635×635×25 26 260 8 BAS30/635-25 30 635×635×25 38 380 8 BAS40/635-25 40 635×635×25 50 500 8 BAY20/635-25 20 635×635×25 26 — — BAY30/635-25 30 635×635×25 38 — — BAY40/635-25 40 635×635×25 50 — — BMS20/635-25 20 635×635×25 26 260 8 BMS30/635-25 30 635×635×25 38 380 8 BMS40/635-25 40 635×635×25 50 500 8 表1中板框压滤机型号如BMS20/635-25的意义为：B表示板框压滤机，M表示明流式（若为A，则表示暗流式），S表示手动压紧（若为Y，则表示液压压紧），20表示过滤面积为20m2，635表示滤框边长为635mm的正方形，25表示滤框的厚度为25mm。 2．回转真空过滤机设计： 设计工业用过滤机时，必须先测定有关的过滤参数，这项工作一般是用同一悬浮液在小型过滤实验设备中进行。 现有某一工厂需过滤含CaCO3 5.0 ~ 5.5 % 的水悬浮液，过滤温度为25℃，固体CaCO3的密度为2930kg/m3。要求工业回转真空过滤机的操作真空度为600mmHg，以滤液计的生产能力为0.003m3/s。 请你利用实验室的小型板框压滤机进行实验，测定有关的过滤参数，确定回转真空过滤机的转速，转筒的浸没度，转筒 (1) 式中: ─ 单位过滤面积获得的滤液体积 [ m3/m2 ] ─ 单位过滤面积的虚拟滤液体积 [ m3/m2] ─ 实际过滤时间 [ s ] ─ 虚拟过滤时间 [ s ] ─ 过滤常数 [ m2/s ] 将(1)式微分得: （2） 当各数据点的时间间隔不大时，可以用增量之比 来代替，即： （3） 上式为一直线方程。试验时，在恒压下过滤要测定的悬浮液，测出过滤时间θ及滤液累计量q的数据，在直角坐标纸上标绘对的关系，所得直线斜率为 ，截距为，从而求出K， 。 　 由下式得: （4） 过滤常数的定义式: （5） 两边取对数: