板框及動態(tài)過濾實驗報告

1、板框及動態(tài)過濾實驗報告北方民族大學學生實驗報告院（部）：化學與化學工程姓名：郭俊雄學號：20192995專業(yè)：化學工程與工藝班級：081同組人員：林藝明、胡鵬、秦開勉課程名稱：化工原理實驗實驗名稱：板框及動態(tài)過濾實驗實驗日期：2019.12.19批閱日期：成績：教師簽名：北方民族大學教務處制實驗名稱：板框過濾實驗一、目的及任務.熟悉板框過濾機的結構和操作方法；2.測定在恒壓過濾操作時的過濾常數(shù)；3.掌握過濾問題的簡化工程處理方法。二、基本原理過濾是利用能讓液體通過而截留固體顆粒的多孔介質（濾布和濾渣），使懸浮液中的固、液得到分離的單元操作。過濾操作本質上是流體通過固體顆粒床層的流動，所不同的是

2、，該固體顆粒床層的厚度隨著過濾過程的進行不斷增加。過濾操作可分為恒壓過濾和恒速過濾。當恒壓操作時，過濾介質兩側的壓差維持不變，則單位時間通過過濾介質的濾液量會不斷下降；當恒速操作時，即保持過濾速度不變。過濾速率基本方程的一般形式為：出A2Pls（式中：V-r時間內的濾液量，m3Ve過濾介質的當量濾液體積，它是形成相當于濾布阻力的一層濾渣所得的濾液體積，m3;A過濾面積，m2P-過濾的壓力降，Pa;濾液粘度，Pas;v濾餅體積與相應濾液體積之比，無因次；r單位壓差下濾餅的比阻，1/m2s濾餅的壓縮指數(shù)，無因次。一般情況下，s=01,對于不可壓縮的濾餅，s=0。恒壓過濾時，對上式積分可得：qqu2

3、Kc式中：q單位過濾面積的濾液量，q=V/A,m3/m2;qe單位過濾面積的虛擬濾液量，m3/m2;PlsK過濾常數(shù)，即K,m2/s。丁了v對上式微分可得：d2q2qcdqKK該式表明dc/dqq為直線，其斜率為2/K,截距為2qe/K,為便于測定數(shù)據(jù)計算速率常數(shù)，可用r/Aq替代dr/dq,則上式可寫成：qKK將p/Aq對q標繪（q取各時間間隔內的平均值），在正常情況下，各點均應在同一直線上，直線的斜率為2/K=a/b,截距為2qe/K=c,由此可求出K和qe。三、裝置和流程實驗流程如圖1所示，分別可進行過濾、洗滌和吹干三項操作。板框過濾實驗流程圖1壓縮機2配料釜3供料泵4圓形板框過濾機5壓

4、力控制閥6旁路閥碳酸鈣懸浮液在配料釜內配置，攪拌均勻后，用供料泵送至板框過濾機進行過濾，濾液流入計量筒，碳酸鈣則在濾布上形成濾餅。為調節(jié)不同操作壓力，管路上還裝有旁路閥。板框過濾機的板框結構如圖2所示，濾板厚度為12mm每個濾板的面積（雙面）為0.0216m2。本實驗引入了計算機在線數(shù)據(jù)采集和控制技術，加快了數(shù)據(jù)記錄和處理速度。液入管板框結構示意圖四、操作要點排好板和框的位置和次序，裝好濾布，不同的板和框用橡膠墊隔開，然后壓緊板框。1、清水實驗將濾機上的進出口閥按需要打開或關閉，用清水實驗（是否漏，哪些地方漏，漏的地方是否影響實驗結果）并以清水練習計量及調節(jié)壓力的操作；用清水實驗時，因過濾介質

5、的阻力不變，屬恒壓恒速過程；用清水實驗的數(shù)據(jù)作圖可得一條平行于橫軸的直線，由此可準確地求出過濾方程微分式的截距，準確地求出qe。需要指出，濾布的洗凈程度對截距值影響很大，因此，濾布必須用潔凈的清水充分洗凈，并要鋪平，孔要對正，選用壓力與過濾時壓力相同。2、過濾實驗懸浮液的配制：濃度為35%（重量）較為適宜，配制好開動壓縮機將其送入貯漿罐中，使濾液均勻攪拌；濾布應先濕透，濾布孔要對準，表面服貼平展無皺紋，否則會漏；裝好濾布，排好板框，然后壓緊板框；檢查閥門，應注意將懸浮液進過濾機的進口旋塞先關閉；啟動后打開懸浮液的進口閥，將壓力調至指定的工作壓力；濾液由接受器收集，并用電子天平計量；待濾渣裝滿框

6、時即可停止過濾。3、測定洗滌速率若需測定洗滌速率和過濾最終速率的關系，則可通入洗滌水（記住要將旁路閥關閉），并記錄洗滌水量和時間；若需吹干濾餅，則通入壓縮空氣。實驗結束后，停止空氣壓縮機，關閉供料泵，拆開過濾機，取出濾餅，并將濾布洗凈。如長期停機，則可在配料釜攪拌及供料泵起動情況下，打開放凈閥，將剩余漿料排除，并通入部分清水，清洗釜、供料泵及管道。五、數(shù)據(jù)處理原始數(shù)據(jù)記錄見表1,2。表1.清水實驗數(shù)據(jù)記錄表表2.懸浮液過濾實驗數(shù)據(jù)記錄表計算示例清水實驗根據(jù)式子，單次過濾的體積vIII,過濾面積A=0.0216X5=0.108m2,再由式子qv,所得數(shù)據(jù)見表3,再由q作圖1。Aq表3.清水實驗計

7、算結果表、板框過濾實驗數(shù)據(jù)處理方法與清水實驗類似，如qVq作圖2.等，所得數(shù)據(jù)見表4,再由Aq根據(jù)圖2的截距與斜率求得qc0.2皿消/危，kI.腦101（TT12/S）0再由式子qe）2,因此可以求得C,1部,6S,故而得過濾方程式:（q0.221）2L87104（醛5.8）。六、實驗結論圖1.清水實驗圖圖2.懸浮液過濾實驗圖實驗名稱：動態(tài)過濾一、目的及任務、熟悉燭芯動態(tài)過濾器的結構與操作方法；、測定不同壓差、流速及懸浮液濃度對過濾速率的影響。二、基本原理傳統(tǒng)過濾中，濾餅不受攪動并不斷增厚，固體顆粒連同懸浮液都以過濾介質為其流動終端，垂直流向操作，故又稱終端過濾。這種過濾的主要阻力來自濾餅，為

8、了保持過濾初始階段的高過濾速率，可采用諸如機械的、水力的或電場的人為干擾限制濾餅增長，這種有別于傳統(tǒng)的過濾稱為動態(tài)過濾。本動態(tài)過濾實驗是借助一個流速較高的主體流動平行流過過濾介質，抑止濾餅層的增長，從而實現(xiàn)穩(wěn)定的高過濾速率。動態(tài)過濾特別適用于下列情況：1、將分批過濾操作改為動態(tài)過濾，這樣，不僅操作可連續(xù)化，同時，最終漿料的固含量可提高；2、難以過濾的物料，如可壓縮性較大、分散性較高或稍許形成濾餅即形成很大過濾阻力的漿料及漿料粘度大的假塑性物料（流動狀態(tài)下粘度會降低）等；3、在操作極限濃度內濾渣呈流動狀態(tài)流出，省去卸料裝置帶來的問題；4、洗滌效率要求高的場合。三、裝置和流程實驗流程如圖所示：動態(tài)

9、過濾實驗流程1、壓縮機2、磁力泵3、原料罐4、小儲罐5、旋渦泵6、電子天平7、燒杯8、燭芯過濾器9、進料調節(jié)閥10、孔板流量計11、旁路閥12、電磁閥碳酸鈣懸浮液在原料罐中配制，攪拌均勻后，用旋渦泵送至燭芯過濾器過濾。濾液由接受器收集，并用電子天平計量后，再倒入小儲罐，并用磁力泵送回原料罐，以保持漿料濃度不變。漿料的流量和壓力靠閥9、10和電磁閥12來調節(jié)和控制，并用孔板流量計10計量。本實驗燭芯過濾器內管采用不銹鋼燒結微孔過濾棒作為過濾元件，其外徑為25mm長300mm,微孔平均孔徑為10（im。外管為40X2.5mm不銹鋼管。四、操作要點1、懸浮液固體含量以15%壓力以310kPa；流速以0.52.5m/s為宜。2、做正式實驗前，建議先做出動態(tài)過濾速度趨勢圖（即濾液量與過濾時間的關系圖），找到“擬穩(wěn)態(tài)階段”的起始時間，然后再開始測取數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)的正確。、每做完一輪數(shù)據(jù)（一般56點即可），可用壓縮空氣（由燭芯過濾器頂部進入）吹掃濾餅，并啟動旋渦泵，用漿料將濾餅送返原料罐，再配制高濃度漿料后，開始下一輪實驗。、實驗結束后，如長期停機，則可在原料罐、攪拌罐及旋渦泵工作情況下，打開放凈口閥