改变过滤压差△p,可测得不同的K值,由K的定义式两边取对数得: lgK=(1-S)lg(△p)+lg(2k)
(5)
在实验压差范围内,若k为常数,则lgK~lg(△p)的关系在直角坐标上应是一条直线,斜率为(1-S),可得滤饼压缩性指数S,进而确定物料特性常数k。
三、实验装置与流程
实验装置如图4-1、4-2所示:
图4-1 板框压虑机过滤流程图
图4-1 板框压滤机过滤流程
1-可移动框架 2-阀2 3-止回阀 4-压力料罐 5-玻璃视镜 6-压紧手轮 7-压力表 8-板框组 9-板框进口压力表 10-压力定值调节阀 12-阀10 13-阀9 14-配料槽 15-指示尺 16-阀6 17-阀7 18-阀8 19-阀5 20-阀4 21-阀3 22-阀1
CaCO3的悬浮液在配料桶内配制一定浓度后,利用压差送入压力料槽中,用压缩空气搅拌,同时利用压缩空气将滤浆送入板框压滤机过滤,滤液流入量筒计量,压缩空气从压力料槽排空管排出。
板框压虑机的结构尺寸:框厚度11mm,过滤总面积 0.048m2。单个滤框面积=0.006m2 空气压缩机规格型号:V- 0.08/8,最大气压0.8Mpa。
四、实验步骤与注意事项
(一)实验步骤:
1、配制含CaCO38%~13%(wt%)的水悬浮液。
2、开启空压机,打开阀2、阀3,关闭阀1阀4、阀5,将压缩空气通入配料槽,使CaCO3悬浮液搅拌均匀。
3、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(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)。 4、等配料槽料液搅拌均匀后,关闭阀3,打开阀5及压力料槽上的排气阀,使料浆自动由配料桶流入压力料槽至其视镜2/3处,关闭阀5。
5、打开阀4,通压缩空气至压力料槽,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。
6、调节压力料槽的压力到需要的值。主要依靠调节压力料槽出口处的压力定值调节阀来控制出口压力恒定,压力料槽的压力由压力表读出。压力定值阀已调好,从左到右分别为1#压力:0.1MPa;2#压力:0.2MPa;3#压力:0.3MPa。考虑各个压力值的分布,从低压过滤开始做实验较好。
7、放置好电子天平,按下电子天平上的“on”开关,打开电子天平,将料液桶放置到电子天平上。打开并运行电脑上的“恒压过滤测定实验软件”,进入实验界面,做好准备工作,可以开始实验。
8、做0.1MPa压力实验:并打开阀6、阀9及阀10开始加压过滤。等流量稳定时,单击实验软件上的“0.1MPa压力实验”按钮,进行0.1MPa压力实验,实验软件自动计算时间间隔内的过滤量并记录数据,存储到数据库中,以供数据处理软件之用。当实验数据组数做完后,软件自动停止。
9、做0.2MPa压力实验:打开阀7、阀9及阀10开始加压过滤。等流量稳定时,单击实验软件上的“0.2MPa压力实验”按钮,进行0.2MPa压力实验。当实验数据组数做完后,软件自动停止。
10、做0.3MPa压力实验:并打开阀8、阀9及阀10开始加压过滤。等流量稳定时,单击实验软件上的“0.3MPa压力实验”按钮,进行0.3MPa压力实验。当实验数据组数做完后,软件自动停止。
11、实验完成后打开数据处理软件进行数据处理。
12、手动实验时每次实验应在滤液从汇集管刚流出的时候作为开始时刻,每次△V取800ml左右,滤液量可以由电子天平处读出。记录相应的过滤时间△τ及滤液量。每个压力下,测量8~10个读数即可停止实验。
13、每次滤液及滤饼均收集在小桶内,滤饼弄细后重新倒入料浆桶内,实验结束后要冲洗滤框、滤板及滤布不要折,应用刷子刷。 (二)注意事项:
1.在夹紧滤布时,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。 2.滤饼及滤液循环下次实验可继续使用。
五、实验报告
实验数据列于表4-1中。计算结果列于表4-2中。
表4-1 实 验 数 据
△p=1.0kg/cm2 △p=1.5kg/cm2 △p=2.0kg/cm2 △V(ml) △τ(s) △V(ml) △τ(s) △V(ml) △τ(s)
表4-2 计 算 结 果
△p=1.0kg/cm2 △q (m3/m2 △p=1.5kg/cm2 q (m3/m2△p=2.0kg/cm2 q (m3/m2△τ/△q (sm2/m3△q (m3/m2△τ/△q (sm2/m3△q (m3/m2△τ/△q (sm2/m3q (m3/m2) ) ) ) ) ) ) ) )
表4-3 不同压力下的K值 △p(kg/cm2) 过滤常数K(m2/s) 1.0 1.5 2.0 1、以累计滤液量q对τ作图;? 2、以
???1q?q1对q?q1作图。求出过滤常数K和qe,并写出完整的过滤方程式;
3.求出洗涤速率,并与最终过滤速率进行比较;
六、思考题
1.当操作压强增加一倍,K值是否也增加一倍?要得到同样的过滤液,过滤时间是否缩短一半?
2.为什么过滤开始时,滤液常常有点混浊,过段时间后才变清? 3.在过滤中,初始阶段为什么不能采取恒压操作?
4.如果滤液的粘度比较大,你考虑用什么方法改善过滤速率? 5. 滤浆的浓度和过滤压差对过滤常数K有何影响?
附:(过滤实验装置二)
一、板式过滤器常数的测定
一、实验目的与任务