恒壓過濾實驗裝置使用說明書

一、概述
過濾是一種常用的單元操作過程。過濾的方式很多，有重力過濾、離心過濾、真空過濾、板框過濾等。恒壓過濾是板框過濾的一種形式，是在一定的壓強差作用下迫使懸浮液通過一多孔介質(zhì)，從而將固體顆粒截留，同時讓液體通過介質(zhì)。實際上過濾也是一種使流體通過顆粒層的流動方式。因為過濾裝置簡單，投資小，操作簡便，常用于液固懸浮液的分離操作，在化工、冶金、制藥、精細化工行業(yè)廣泛被采用。
二、實驗裝置外形圖

三、設備性能與主要技術參數(shù)
1)本實驗裝置主要由板框過濾機、空壓機、計量槽、壓力容器、控制閥等設備組成，
2)板框過濾機的過濾面積為0.01m2,帆布為過濾介質(zhì)。由空壓機提供壓力，并且恒壓可調(diào)。以碳酸鈣和水混合成懸浮液，可完成過濾常數(shù)的測定實驗。。
3)空壓機采用微型空氣壓縮機,排氣量0.036m³/h、壓力為0.7MPa、功率為0.75KW、轉速為1200rpm、氣體容積30L。
4)壓力容器在它的上面裝有空壓機入口給混合液加壓、視鏡方便觀察容器內(nèi)液位的多少。
5)電控箱裝有電源開關和空壓機開關，按下開關旋鈕指示燈亮即相應的工作正在進行，沿開關旋鈕上的箭頭方向旋轉則為關。
6)濾餅可回收利用。及用濾餅重新配制懸浮液。
四、實驗目的
1.掌握過濾的基本方法；
2.掌握在恒壓下過濾常數(shù)K、當量濾液體積q_e的求取。
3.觀察過濾終了速率與洗滌速率的關系。
五、實驗原理
在實際應用恒壓過濾方程和恒速過濾方程解決計算或進行工業(yè)設計時，必須先要測知方程中的過濾常數(shù)K，

，

。過濾常數(shù)的測定是用操作中所需處理的懸浮液在小試裝置中進行的。
板框壓濾機是具有較長歷史的間歇過濾設備，板和框一般為制成正方形，本實驗為圓形，板和框都在其對角線上開著四個圓孔，組裝壓緊后即構成供濾液、濾漿和洗滌液的流動通道。
過濾時懸浮液在一定的壓差下經(jīng)濾漿通道由濾框角端的暗孔進入框內(nèi)；濾液分別穿過兩側的濾布，再經(jīng)相鄰濾板的凹槽匯集至濾液出口排走，固相則被截留于框內(nèi)形成濾餅，待框內(nèi)充滿了濾餅，過濾即可停止。
若濾餅需要洗滌，要先關閉洗滌板下部的濾液出口則將洗滌液壓入洗滌液通道后，經(jīng)洗滌板角端的側孔進入兩側板面，洗滌液在壓差作用下穿過一層濾布和整個濾框厚的濾餅層，然后再橫穿一層濾布，由過濾板上的凹槽匯集至下部的濾液出口排出。
恒壓條件下：

此式表明恒壓過濾情況下，

與q之間為直線關系，直線斜率為1/K，截距為

。測出在一系列過濾時間θ內(nèi)單位過濾面積上所獲得的累積濾液量體積，并由此算出一系列q值，從而得出一組對應的

值。而與此相對應的q值應為

即：

；以θ/q為縱坐標，

為自變量作橫坐標做圖，可得出K和

。再以θ=0、q=0代入過濾方程式

中即可求出

值。
但必須注意，以上結果只有在試驗條件與工業(yè)生產(chǎn)條件相同時才能直接使用。
六、實驗流程圖

圖1

七、實驗步驟與注意事項
實驗步驟
1.先將板框過濾機的緊固手柄全部松開，將板、框清洗干凈；
2.將干凈濾布按右圖1方式安放在濾板兩側，注意必須將濾布四角的圓孔與濾板四角的圓孔中心對正，以保證濾液流道的暢通；
3.安裝時應從左至右進行，裝好一塊，用手壓緊一塊。請?zhí)貏e注意板框的順序和方向，以確保流道的暢通；
4.裝完以后即可緊固手柄至人力轉不動為止；
5.往攪拌罐內(nèi)加水，打開控制屏上的電源，啟動調(diào)速電機，再加入碳酸鈣，使其攪拌均勻加至視鏡的1/2處。
6.約5min后，檢查所有閥門看是否已關緊？確保全部關緊后，待空壓機氣壓達到0.8Mpa后，打開壓力容器的進氣閥，再打開空壓機出口轉換閥送氣，同時注意控制壓力容器的進氣閥的開度，控制混合釜壓力表的指示值在0.1MPa左右，并一直維持在恒壓條件下操作，如果壓力過大也可通過壓力容器右側的放空閥調(diào)節(jié)；
7.準備好秒表，做好過濾實驗的讀數(shù)和記錄準備，再打開板框過濾機的進料閥，開始過濾操作；
8.注意看看板框是否泄漏（大量液體沖出，少量漏液無妨）？確認正常后，觀察濾液情況，一般開始出來的比較渾濁，待濾液變清后，立即開始讀取計量槽的數(shù)據(jù)，并同時開始計時和記錄相關實驗數(shù)據(jù)；
9.如果改變操作壓力，還可進行過濾速率方程壓縮指數(shù)的測定實驗。
10.每次完成實驗之后，應注意清洗在混合釜中沖水清洗粘在釜壁面、攪拌槳葉，以及板、框和輸料管上的殘渣，避免長期實驗后堵塞管道；
11.清掃實驗室現(xiàn)場，結束實驗。
注意事項：
1.啟動空壓機時應先開啟旁通閥，然后逐步減小開度。減壓后的氣體壓力不得超過0.2Mpa。
2.設備使用后，都必須注意攪拌槽、閥門和計量槽的排污和清洗，并放盡殘夜，清洗設備；
3.設備安裝調(diào)試好以后，盡量不要隨意變動，以免影響使用；
4.如果管道連接件泄漏，可用維修的活動扳手禁錮連接螺母，或加密封生料帶之后再禁錮，還不行，則必須更換管道接頭或管道；
5.平時應注意空壓機的加油和保養(yǎng)。
6.卸開板框，將板框和濾布清洗干凈；將濾餅返回配料槽。
八、實驗結果與處理
1.記錄實驗操作條件：濾漿種類和濃度、過濾面積、操作壓強等。
2.畫出實驗記錄表和數(shù)據(jù)整理表。

時間(min)	濾液量	q(m³/s)	(m³/s)
2
4
6
8
10

3.采用最小二乘法或作圖求K、

、

。

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