恒压过滤实验装置使用说明书

一、概述
过滤是一种常用的单元操作过程。过滤的方式很多，有重力过滤、离心过滤、真空过滤、板框过滤等。恒压过滤是板框过滤的一种形式，是在一定的压强差作用下迫使悬浮液通过一多孔介质，从而将固体颗粒截留，同时让液体通过介质。实际上过滤也是一种使流体通过颗粒层的流动方式。因为过滤装置简单，投资小，操作简便，常用于液固悬浮液的分离操作，在化工、冶金、制药、精细化工行业广泛被采用。
二、实验装置外形图

三、设备性能与主要技术参数
1)本实验装置主要由板框过滤机、空压机、计量槽、压力容器、控制阀等设备组成，
2)板框过滤机的过滤面积为0.01m2,帆布为过滤介质。由空压机提供压力，并且恒压可调。以碳酸钙和水混合成悬浮液，可完成过滤常数的测定实验。。
3)空压机采用微型空气压缩机,排气量0.036m³/h、压力为0.7MPa、功率为0.75KW、转速为1200rpm、气体容积30L。
4)压力容器在它的上面装有空压机入口给混合液加压、视镜方便观察容器内液位的多少。
5)电控箱装有电源开关和空压机开关，按下开关旋钮指示灯亮即相应的工作正在进行，沿开关旋钮上的箭头方向旋转则为关。
6)滤饼可回收利用。及用滤饼重新配制悬浮液。
四、实验目的
1.掌握过滤的基本方法；
2.掌握在恒压下过滤常数K、当量滤液体积q_e的求取。
3.观察过滤终了速率与洗涤速率的关系。
五、实验原理
在实际应用恒压过滤方程和恒速过滤方程解决计算或进行工业设计时，必须先要测知方程中的过滤常数K，

，

。过滤常数的测定是用操作中所需处理的悬浮液在小试装置中进行的。
板框压滤机是具有较长历史的间歇过滤设备，板和框一般为制成正方形，本实验为圆形，板和框都在其对角线上开着四个圆孔，组装压紧后即构成供滤液、滤浆和洗涤液的流动通道。
过滤时悬浮液在一定的压差下经滤浆通道由滤框角端的暗孔进入框内；滤液分别穿过两侧的滤布，再经相邻滤板的凹槽汇集至滤液出口排走，固相则被截留于框内形成滤饼，待框内充满了滤饼，过滤即可停止。
若滤饼需要洗涤，要先关闭洗涤板下部的滤液出口则将洗涤液压入洗涤液通道后，经洗涤板角端的侧孔进入两侧板面，洗涤液在压差作用下穿过一层滤布和整个滤框厚的滤饼层，然后再横穿一层滤布，由过滤板上的凹槽汇集至下部的滤液出口排出。
恒压条件下：

此式表明恒压过滤情况下，

与q之间为直线关系，直线斜率为1/K，截距为

。测出在一系列过滤时间θ内单位过滤面积上所获得的累积滤液量体积，并由此算出一系列q值，从而得出一组对应的

值。而与此相对应的q值应为

即：

；以θ/q为纵坐标，

为自变量作横坐标做图，可得出K和

。再以θ=0、q=0代入过滤方程式

中即可求出

值。
但必须注意，以上结果只有在试验条件与工业生产条件相同时才能直接使用。
六、实验流程图

图1

七、实验步骤与注意事项
实验步骤
1.先将板框过滤机的紧固手柄全部松开，将板、框清洗干净；
2.将干净滤布按右图1方式安放在滤板两侧，注意必须将滤布四角的圆孔与滤板四角的圆孔中心对正，以保证滤液流道的畅通；
3.安装时应从左至右进行，装好一块，用手压紧一块。请特别注意板框的顺序和方向，以确保流道的畅通；
4.装完以后即可紧固手柄至人力转不动为止；
5.往搅拌罐内加水，打开控制屏上的电源，启动调速电机，再加入碳酸钙，使其搅拌均匀加至视镜的1/2处。
6.约5min后，检查所有阀门看是否已关紧？确保全部关紧后，待空压机气压达到0.8Mpa后，打开压力容器的进气阀，再打开空压机出口转换阀送气，同时注意控制压力容器的进气阀的开度，控制混合釜压力表的指示值在0.1MPa左右，并一直维持在恒压条件下操作，如果压力过大也可通过压力容器右侧的放空阀调节；
7.准备好秒表，做好过滤实验的读数和记录准备，再打开板框过滤机的进料阀，开始过滤操作；
8.注意看看板框是否泄漏（大量液体冲出，少量漏液无妨）？确认正常后，观察滤液情况，一般开始出来的比较浑浊，待滤液变清后，立即开始读取计量槽的数据，并同时开始计时和记录相关实验数据；
9.如果改变操作压力，还可进行过滤速率方程压缩指数的测定实验。
10.每次完成实验之后，应注意清洗在混合釜中冲水清洗粘在釜壁面、搅拌桨叶，以及板、框和输料管上的残渣，避免长期实验后堵塞管道；
11.清扫实验室现场，结束实验。
注意事项：
1.启动空压机时应先开启旁通阀，然后逐步减小开度。减压后的气体压力不得超过0.2Mpa。
2.设备使用后，都必须注意搅拌槽、阀门和计量槽的排污和清洗，并放尽残夜，清洗设备；
3.设备安装调试好以后，尽量不要随意变动，以免影响使用；
4.如果管道连接件泄漏，可用维修的活动扳手禁锢连接螺母，或加密封生料带之后再禁锢，还不行，则必须更换管道接头或管道；
5.平时应注意空压机的加油和保养。
6.卸开板框，将板框和滤布清洗干净；将滤饼返回配料槽。
八、实验结果与处理
1.记录实验操作条件：滤浆种类和浓度、过滤面积、操作压强等。
2.画出实验记录表和数据整理表。

时间(min)	滤液量	q(m³/s)	(m³/s)
2
4
6
8
10

3.采用最小二乘法或作图求K、

、

。

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