实验五 恒压过滤参数的测定
一、实验目的
⒈ 了解板框压滤机的构造、过滤工艺流程和操作方法。
⒉ 掌握恒压过滤常数K、qe、?e的测定方法，加深对K、qe、?e的概念和影响因素的理解。
⒊ 学习滤饼的压缩性指数s和物料常数k的测定方法。 ⒋ 学习
d?～q一类关系的实验确定方法。 dq二、实验内容
测定不同压力下恒压过滤的过滤常数K、qe、?e。
三、实验原理
过滤是利用过滤介质进行液—固系统的分离过程，过滤介质通常采用带有许多毛细孔的物质如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。含有固体颗粒的悬浮液在一定压力的作用下液体通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质表面上，从而使液固两相分离。
在过滤过程中，由于固体颗粒不断地被截留在介质表面上，滤饼厚度增加，液体流过固体颗粒之间的孔道加长，而使流体流动阻力增加。故恒压过滤时，过滤速率逐渐下降。随着过滤进行，若得到相同的滤液量，则过滤时间增加。 恒压过滤方程
(q?qe)2?K(???e) （1） 式中：q—单位过滤面积获得的滤液体积，m3 / m2； qe—单位过滤面积上的虚拟滤液体积，m3 / m2； ?—实际过滤时间，s； ?e—虚拟过滤时间，s； K—过滤常数，m2/s。 将式（4-1）进行微分可得：
d?22?q?qe （2） dqKKd?2?q的关系，可得直线。其斜率为，截距dqK 这是一个直线方程式，于普通坐标上标绘
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为
2qe，从而求出K、qe。至于?e可由下式求出： K qe2?K?e （3） 当各数据点的时间间隔不大时，
d???可用增量之比来代替。 dq?q 过滤常数的定义式： K?2k?p1?s （4） 两边取对数
lgK?(1?s)lg?p?lg(2k) (5) 因k?1?常数，故K与?p的关系在对数坐标上标绘时应是一条直线，直线的斜率为?r??1?s，由此可得滤饼的压缩性指数s，然后代入式（4）求物料特性常数k。
四、实验装置
⒈ 本实验共有八套装置，设备流程如图4-1所示，滤浆槽内放有已配制有一定浓度的硅藻土～水悬浮液。用电动搅拌器进行搅拌使滤浆浓度均匀（但不要使流体旋涡太大，使空气被混入液体的现象），用真空泵使系统产生真空，作为过滤推动力。滤液在计量瓶内计量。 2. 不同滤浆槽内滤浆的浓度不同。
3. 过滤介质1、2分别指真空吸滤器（玻璃漏斗）G2、G3（G2、G3是玻璃漏斗的型号，出厂时标注在漏斗上）。真空吸滤器的过滤面积为0.00385m2。
图1 恒压过滤实验流程示意图
1─调速器;2─电动搅拌器;3、4、6、11、14─阀门;5、7─压力表8─板框过滤机; 9─压紧装置;10─滤浆槽;12─旋涡泵；13-计量桶
主要仪器技术参数: 过滤板: 160*180*11（mm）。 滤布： 过滤面积0.0475m。 计量桶：长225mm、宽330mm。
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五、实验方法
实验的操作步骤：
⒈ 在滤浆槽中加入CaCO3和一定量的水，配成CaCO3含量为2～4%（质量的滤浆）。系
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统接上电源，打开搅拌器电源开关，启动电动搅拌器2。将滤液槽10内浆液搅拌均匀。
⒉ 排好板和框的位置和顺序，装好滤布，压紧板框待用。排列顺序为：固定头-非洗涤板-框-洗涤板-框-非洗涤板-可动头。
3.使阀门3处于全开、阀4、6、11处于全关状态。启动旋涡泵12，调节阀门3使压力表5达到规定值。
4.待压力表5稳定后，打开过滤入口阀6过滤开始。当计量桶13内见到第一滴液体时按表计时。记录滤液每增加高度20mm时所用的时间。当计量桶13读数为160 mm时停止计时，并立即关闭入口阀6。
5.打开阀门3使压力表5指示值下降。开启压紧装置卸下过滤框内的滤饼并放回滤浆槽内，将滤布清洗干净。放出计量桶内的滤液并倒回槽内，以保证滤浆浓度恒定。
6.改变压力，从步骤2开始重复上述实验。
7.每组实验结束后应用洗水管路对滤饼进行洗涤，测定洗涤时间和洗水量。
8.实验结束时阀门11接上自来水、阀门4接通下水，关闭阀门3对泵及滤浆进出口管进行冲洗。
六、注意事项
⒈ 过滤板与框之间的密封垫应注意放正，过滤板与框的滤液进出口对齐。用摇柄把过滤设备压紧，以免漏液。
⒉ 计量桶的流液管口应贴桶壁，否则液面波动影响读数。
⒊ 实验结束时关闭阀门3。用阀门11、4接通自来水对泵及滤浆进出口管进行冲洗。切忌将自来水灌入储料槽中。
⒋ 电动搅拌器为无级调速。使用时首先接上系统电源，打开调速器开关，调速钮一定由小到大缓慢调节，切勿反方向调节或调节过快损坏电机。
⒌ 启动搅拌前，用手旋转一下搅拌轴以保证顺利启动搅拌器。
七、实验数据表
表1 恒压过滤原始数据表 过滤压差 滤液量 MPa 滤液高度h mm 0 滤液体积V ml 0 过滤时刻? s 0 MPa 过滤时刻? s 0 MPa 过滤时刻? s 0 MPa 过滤时刻? s 0 压差?P1 压差?P2 压差?P3 压差?P4 23
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表2 整理数据表 滤液量 序号 ml 0 q m3/m2 ?q m3/m2 q m3/m2 ?P1 ?P2 ??/?q ?P3 ?P4 ??/?q ?/s ??/s ?/s
??/s ??/?q ?/s ??/s ?/s ??/s ??/?q
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