化工原理过滤实验.doc

化工实验二 过滤实验 13生物工程2班 陈忠杰 201330550204 指导老师：李璐 实验目的 了解板框过滤机的构造、流程和操作方法。 测定某一压力下过滤方程中的过滤常数K、、值，增进对过滤理论的理解。 测定洗涤速率与最终过滤速率间的关系。 基本原理 恒压过滤是在恒定压力下，使悬浮液中的液体通过介质（成为滤液），而固体粒子被介质截留，形成虑饼，从而达到固—液分离目的的操作。过滤速度由过滤介质两侧的压差及过滤阻力决定。因为过滤过程滤渣厚度不断增加，过滤阻力亦不断增大，故恒压过滤速度随过滤时间而降低。当过滤介质及阻力均应计入时，恒压过滤方程如下： （5-1） （5-2） 将式（5-2）微分，得： （5-3） 式（5-3）为一条直线，但难以测得，实际可用代替，即 （5-4） 因此，只需在恒压下进行过滤试验，测取一系列的、，做与q的关系图，得一直线，这条直线斜率为，截距为，进而可算出K、的值：再以q=0，=0带入式（5-2），即可求得。 2洗涤速率与最终过滤速率的测得： 在一定压力下洗涤速率是恒定不变的。 = （5-5） 最终过滤速率的确定比较困难，因为它是一个变数，为了测得比较准确，应让过滤操作进行到率框全部被滤渣充满后在停止。根据恒压过滤方程，可得恒压过滤方程的最终过滤速率为： = （5-6） 式中：V—整个过滤时间内所得的滤液总量： q —整个过滤时间内通过单位过滤面积所得的滤液总量。 实验装置与流程 本实验装置GL200B由空压机、配料槽、压力料槽、板框过滤机等组成，其流程示意如图5-1. MgCO3 的悬浮液在配料桶内配制一定浓度后，利用压差送入压力槽中，用压缩空气加以搅拌使MgCO3不致沉降，同时利用压缩空气的压力将滤浆送入板框压滤机过滤，滤液流入量筒计量，压缩空气从压力槽上排空管中排出。 板框压滤机的结构尺寸：框厚度20mm，每个框过滤面积0.0177m3，框数2个。 空气压缩机规格型号：风量0.06m3/min，最大气压0.8Mpa。 实验步骤 过滤实验 试验准备 （1）配料：在配料罐内配制含MgCO32%~3%的水悬浮液，MgCO3事先由天平沉重，水位高度按标尺示意，筒身直径35mm。配置时，应将配料罐底部阀门关闭。利用波镁计，在其度数2.5-3.0之间，偏小加粉末，偏大加水。 （2）搅拌：开启空压机，将压缩空气通入配料罐（空压机的出口小球阀保持半开，进入配料罐的两个阀门保持适当开度），使MgCO3悬浮液搅拌均匀。搅拌时，应将配料罐的顶盖合上。 (3)设定压力：分别打开进压力罐的三路阀门，空压机过来的压缩空气经各定值调节阀分别设定为0.1、0.2MPa。设定定值调节阀时，压力罐泄压阀可略开。建议第一次操作压力控制在0.1MPa（表压），第二次控制在0.2MPa（表压）。 （4）装板框：按板、框的钮数1-2-3-2-1-2-3的顺序排列好板框过滤机的板与框。正确装好滤板、滤框及滤布。滤布使用前用水浸湿，滤布要绷紧，不能起皱。滤布紧贴滤板，密封垫贴紧滤布，以免漏液，然后用压紧螺杆压紧板和框。（注意：用螺旋压紧时，千万不要把手指压伤，先慢慢转动手轮使板框合上，然后再压紧）。 灌清水：向清水罐通入自来水，液面打视镜2/3高度左右。灌清水时，应将阀门处的泄压阀打开。 （6）灌料：在压力罐泄压阀打开的情况下，打开配料罐和压力罐间的进料阀门，使料浆自动出配料桶流入压力罐至其视镜1/2~2/3处，关闭进料阀门。 2、过滤过程 （1）鼓泡：通压缩空气至压力罐，使容器内料浆不断搅拌。压力料槽的排气阀应不断排气，但又不能喷浆。 （2）过滤：将中间双面板下通孔切换阀开到通孔通路状态。打开进板框前料液进口的两个阀门，打开出板框后清液出口球阀。此时，压力表表示过滤压力，清液出口流出滤液。 每次实验应在滤液从汇集管刚流出的时候作为开始时刻，开始用秒表记录时间，计量筒中液面升至约600mL记录一次时间，使时间不至于中断。即每次ΔV取600 mL，记录相应的过滤时间Δ?。当滤液流速渐慢，呈细线状流出，表明滤渣已充满整个滤框，关闭滤浆进口阀门，停止过滤实验。 量筒交换接滤液是不要流失滤液，等量筒内滤液静止后读出ΔΔV约600mL时交替换量筒，这时量筒内滤液量并非正好600mL。要事先熟悉量筒刻度，不要打碎量筒），此外，要熟练双秒表轮流读数的方法。每个压力下，测量8~10个读