1、图中实线箭头为滤液流动线路,虚线箭头则为洗液流动路线。框的两面包以滤布作为滤面,滤浆由泵加压后从下面通道送入框内,滤液通过滤布集于对角上通道而排出,滤饼被截留在滤框内,如图2-2-4-2a)所示。过滤完毕若对滤饼进行洗涤则从另一通道通入洗液,另一对角通道排出洗液,如图2-2-4-2b)所示。图2-2-4-1 板框结构示意图图2-2-4-2 过滤和洗涤时液体流动路线示意图在过滤操作后期,滤饼即将充满滤框,滤液是通过滤饼厚度的一半及一层滤布而排出,洗涤时洗液是通过两层滤布和整个滤饼层而排出,若以单位时间、单位面积获得的液体量定义为过滤速率或洗涤速率,则可得洗涤速率约为最后过滤速率的四分之一。恒压过
2、滤时滤液体积与过滤时间、过滤面积之间的关系可用下式表示: (1)式中:V时间内所得滤液量m3 Ve形成相当于滤布阻力的一层滤饼时获得的滤液量,又称虚拟滤液量m3 过滤时间s e获过滤液量Ve所需时间s A过滤面积m2 K过滤常数m2/s若令:q=V/A及qe=Ve/A,代入式(1)整理得: (2)q时间内单位面积上所得滤液量m3/m2 qe虚拟滤液量m3/m2 K、qe和e统称为过滤常数。式(2)为待测的过滤方程,因是一个抛物线方程,不便于测定过滤常数。为此将式(2)微分整理得:上式以增量代替微分: (3)式(3)为一直线方程,直线的斜率为,截距为,式中,q和q均可测定。以为纵坐标,q为横坐标
3、作图如图2-2-4-3所示,由图中直线的斜率和截距便可求得K和qe值。常数e可在图上取一组数据代入式(3)求取,也可用下式计算: (4)最后就可写出过滤方程式(2)的型式。图2-2-4-3 方程(3)图解板框压滤是间歇式操作,始点和终点数据误差较大,作图时应舍去。又因式(3)中与q为阶梯型函数关系,故作图时先作阶梯线,后经各阶梯水平线中点联直线以求取过滤操作线。四、实验设备流程图:实验流程由贮槽、齿轮泵和板框机等组成。滤液量用容量法或重量法测定,如图2-2-4-4所示。请注意:齿轮泵是正位移泵,泵出口必须设回流管路进行流量调节。1滤浆槽 2齿轮泵 3电动机 4回流阀 5调节阀6压力表 7板框机
4、 8压紧螺旋 9容器 10磅称图2-2-4-4 板框过滤实验流程图五、实验方法:1、熟悉实验流程、板框结构、排列方法。2、浸湿滤布,拉平后装机,框数宜取两个,螺旋压紧,要保证进滤浆及出滤液的路线畅通,并且板框之间逢隙不漏液。3、在滤浆槽1内配制10%左右的碳酸钙水溶液50公斤,先人工搅拌均匀,后关调节阀5,开回流阀4,启动齿轮泵2(先转动靠背轮是否灵活后合电开关),进行回流搅拌。4、作好滤液流量测定准备(用定容量计时法,即滤液每流出1升,计时1次,时间单位为秒)。5、打开调节阀5,关小回流阀4,把滤浆送进压滤机7,压力表6读数要稳定在0.1MPa左右,过程中若压力指示有波动,可用阀4和阀5调节
5、使之稳定。6、当滤液出口处滤液呈滴状慢慢滴出时可停止操作,结束实验,先停齿轮泵,后松开机头,取出滤饼放置盘上,清洗滤布和全机。7、取框1块测量面积,并计算总过滤面积。8、记下操作压力和滤液温度。9、归还所借秒表,清理现场。六、原始数据记录表:操作压力:P=0.1MPa 滤板长度:L=0.172m 圆半径:R=0.036mV/m-3/s-110.14.8218.1323.1428.3534.2639.4745.0850.6956.61062.71187.512125.513186.61480.3表1七、数据处理表及图:V/ m-3q/(m3s-1)-1q/(m3/qq/(m30. 755. 92
6、3. 1178. 1444. 1745. 2010. 2296. 2582. 2888. 3199. 4465. 6404. 9522. 11707. 表2过滤常数:k=0.m2/s qe=0.m3/m2 =6.s截距:过滤方程具体形式:八、计算举例:取第4组数据举例计算:同理其他组数据结果如表2.所以:九、讨论:1为什么过滤开始时,滤液常常有点混浊,过段时间后才变清?答:在过滤中,主要靠滤饼层。刚开始没有滤饼层,过滤效果不佳,随着滤饼层的增厚,滤液就变清了。 开始过滤时,滤饼还未形成,空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过,滤饼形成后且形成较密的滤饼,使颗粒不易通过。2. 在恒压过滤实验中,为什么随着过滤的进行,所得滤液越来越少?过滤实验,主要是靠压差滤液过滤进行的,在恒压过滤中,随着过滤的进行,虽然其压差不变,但是过滤的滤渣积压压缩成滤饼,随着滤饼的增厚,滤液通过的滤饼的阻力加大,实际提供给滤液作为动力的压差减少,滤液越来越难通过滤饼,甚至在过一段时间后,过滤就会因为阻力大而停滞。处理数据分析时发现一二两组数据存在很大偏差,可能是做实验量水的体积时溢出很多,使数据不准确。以后实验要注意一下。
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