实验五  板框过滤实验

一、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。

二、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，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：q_m=(q_i+q_i+1)/2；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，以上结果只有在实验条件与工业生产条件相同时才能直接使用。

三、实验装置

四、实验步骤与注意事项

先将板框过滤机的紧固手柄全部松开，将板、框清洗干净。

2

1. 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，以保证滤液和清洗液流道的畅通；

图2

2. 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，所有板框有圆点的一侧均应面向安装者，板框过滤机共有3块板（带奇数点），其中两端的板均固定在两端的端盖上。2块框（带偶数点），板框的安装顺序见图2，以确保流道的畅通；

3.装完以后即可紧固手柄至人力转不动为止；

4.往配料槽内加水，打开控制屏上的电源，启动空压机，再加入碳酸钙4kg，使其搅拌均匀后送至压力容器，至视镜的1/2处。

5.约5min后，检查所有阀门是否已关紧？确保全部关紧后，待气压达到0.8Mpa后，打开压力容器的进气阀，再打开空压机出口的减压阀再通过转换阀送气，同时注意控制压力容器的进气阀的开度，控制压力容器压力表的指示值在0.16～0.2MPa范围，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；

6.先打开过滤机的出料阀（见图3），并准备好秒表，做好过滤实验的读数和记录准备，再打开控制屏上板框过滤机的进料阀，开始过滤操作；

7.注意观察板框是否泄漏（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；

8.本装置的计量槽分左右计量筒计量，左侧计滤液量，右侧计洗水量，左右两筒有过液孔连通，需要时两筒可串联使用，以便连续实验需要。读取10组以上的实验数据后，即可关闭进料阀和出料阀结束过滤实验；

9.如果需要做滤饼洗涤实验，则在结束过滤实验之后，关闭混合釜的进气阀，打开水槽的进水阀加洗涤水至其液位计的2/3处。然后关闭进水阀，打开进气阀，恒压在0.16～0.2MPa范围，按过滤实验相同的方法操作，完成实验后，关闭进水阀和出水阀结束滤饼洗涤实验；

10.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。

11.每次实验完成之后，应注意清洗，在压力容器中冲水清洗粘在器壁面以及板、框和所有管道上的残渣，避免长期实验后堵塞管道；

12.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，然后逐步调节减压阀开度。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、水槽和计量槽的排污和清洗，并放尽残液，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紧锢，若还不行，则必须更换管道接头或管道。

5、卸开板框，将板框和滤布清洗干净；将滤饼返回配料槽。

五、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。

3、用最小二乘法或作图求K、、。

思考题

1、过滤中的架桥现象是怎么一回事？本实验中在何时发生？

2、滤浆浓度与过滤压强对K有何影响？

3、工业生产中的恒压过滤操作，初始阶段为什么不采取恒压操作？当操作压强增加一倍，K值是否增加一倍？要得到同样的滤液，过滤时间是否就缩短一半？

4、如果过滤的悬浮液粘度太大，你考虑用什么方法来增大过滤速率？

5、从实验可以看到洗涤速率与过滤速率的关系，从中你可以得出什么结论？