实验报告

课程名称：                    指导老师：                成绩：                    

实验名称：                    实验类型：                同组学生姓名：          

一、实验目的和要求

1．熟悉真空过滤机的构造和操作方法

2．真空过滤实验，验证过滤基本理论

3.测定过滤常数K、qe、τe 及压缩性指数s 的方法

4．了解过滤压力对过滤速率的影响

二、实验内容和原理

过滤操作本质上是流体通过固体颗粒层的流动，而这个固体颗粒层（滤渣层）的厚度随着过滤的进行而不断增加，在恒压过滤操作中，过滤速度不断降低。

过滤速度u 定义为单位时间单位过滤面积内通过过滤介质的滤液量。影响过滤速度的主要因素除过滤推动力（压强差）△p，滤饼厚度L 外，还有滤饼和悬浮液的性质，悬浮液温度，过滤介质的阻力等。

过滤速度计算式：  2-1

()

对2-1式从积分得到(恒压过滤)： 2-2

对2-1式从积分得到: 2-3

2-2+2-3,得到，

 2-4

做线，直线的斜率：S=；截距：I=

则：.

求压缩指数： 2-5,可由lgK-lgΔp直线的斜率求得。

三、主要仪器设备

Figure 1．实验装置流程图

1-恒温滤浆槽; 2─过滤漏斗; 3─搅拌电机; 4─计量筒;

5-─真空压力表; 6─缓冲罐; 7─真空泵.

四、操作方法和实验步骤

4.1操作前准备

1）检查管道接口有无漏气，抱箍有没有松动。

2) 检查设备上各电器设备是工作正常。

3) 检查计量筒刻度是否标记正确。

4) 确认真空泵开关、恒温滤槽加热开关处于关闭状态。

5) 接通电源（把电源插头插到的插座上）。

6) 关闭设备上的所有阀门。

4.2 实验过程操作

1) 配料：配置时，应确认恒温滤浆槽底部皮管不处于排液状态，再加入适量的CaCO3粉末。

2) 搅拌：开启搅拌电机进行搅拌，转速设置在0.08Kr/min之间。

3) 系统抽真空：先打开缓冲罐放空阀，再开启真空泵，然后通过调节缓冲罐放空阀开度，使系统内真空度达到指定值（0.06MPa、0.04MPa、0.02MPa)。

4) 过滤：打开过滤漏斗上的球阀，使滤浆槽内浆液在压强差的推动下通过过滤漏斗过滤，清液流入计量筒内。量筒留有一定的液体作为零液位，高度h0为10mm.在打开过滤漏斗上的球阀的同时开始计时,每次△h 取50mm，根据记录时间算得过滤时间△τ。每个真空度下，测量7-8 个读数即可停止实验。

注意：计量筒内液位不得超过进缓冲罐管口的高度，防止液体吸入真空泵。

6) 实验完成后，停真空泵，关闭过滤漏斗上的球阀，打开放液阀排出计量筒内的清液，留有一定的零液位h0，清洗滤布。清洗完成后进入下一个真空度实验。

4.3 实验结束操作

1) 停真空泵；关闭搅拌电机，切断总电源；

2) 打开计量筒排液阀，排净计量筒内清液

3) 清洗实验设备。

五、实验数据记录和处理

Table 1.实验数据记录表(1-p=0.06MPa, 2-p=0.04MPa, 3-p=0.02MPa,)

                                                

Table 2直线拟合结果

拟合得到的三条直线（y=Sx+I）的线性相关性

:R-Square=0.9969

:R-Square=0.9906

:R-Square=0.9972

Figure 2

Figure 3：lgK-lgp图

直线拟合的参数：I=-9.64423，S=1.18514,R-Square=0.97024

推得s=-0.18514，小于零，判断p=0.02MPa点存在较大实验误差，舍去。

重新计算，

六、实验结果与分析

1.K, qe、τe

由Table 2知，.K, qe，τe三个值表现为与p无关的三个量。可能的原因：

验次数过少，误差影响较大，难以得出K、qe、τe与p的关系。

后一组实验（p=0.02MPa）时，为节约试验时间，Δq取值30mm,小于前两组。

2.压缩系数s分析

实验中最后计算得到的s=0.18644，CaCO3在压力范围7-550kPa的范围内压缩系数的文献值[1]s=0.2,偏差,偏差较小在实验可接受的范围内。

3.实验误差分析

1).实验过程中，清液流入计量筒时液面不稳定，难以准确判断刻度。

2）.系统真空度不稳定，p=0.06MPa, p=0.04MPa, p=0.02MPa时分有+0.003MPa, +0.005MPa, -0.002MPa（开度过大，管道连接处可能有空气进入）的波动。

3）.每次试验结束之后，滤布未清洗干净，导致实验工作点拟合得到的直线与式2-4的偏离。

4）.记录时间时，存在判断误差。

5）.最后一组实验（p=0.02MPa）时，为节约试验时间，Δq取值30mm,小于前两组，因而

七、讨论、心得

1）为什么过滤刚开始时，滤液常常有点浑浊，而过段时间后才变清？

答：过滤主要在滤饼上进行，过滤刚开始时滤饼还未形成或厚度较小，过滤效果较差，因而滤液浑浊。过滤进行一段时间之后，出现架桥现象，滤饼层厚度增加，滤液变清。

2) 影响过滤速率的主要因素有哪些？当你在某一恒压下所测得的K、qe、τe 值后，

若将过滤压强提高一倍，问上述三个值将有何变化？

答：影响因素：滤液粘度，滤饼厚度，滤饼空隙率，过滤介质性质，过滤操作的压差。

若将过滤压强提高一倍，，s＜1时，K增大，

根据[2]qe是与过滤介质，滤饼性质相关的常数。考虑介质过滤阻力，对于过滤介质有:边界层阻力,即介质本身的原始阻力;由于细小颗粒进入介质所引起的逐渐增加的阻力;3.对流过滤液的阻力。在固定的料浆下, 介质阻力随外加压力的增加呈线性增加, 主要是由于压力加大边界层阻力增加所致 [3]。

由此可以认为qe是与时间有关的量，在过滤过程中qe不断变化，过滤开始时qe迅速增加，而后增加速度减慢最后稳定。Δq相同的前提下， p增大导致总过滤时间减小，推出p增大则qe减小，，不定；当若p较小时，过滤时间趋于无穷，qe值较为稳定，此时可认为qe与p值变化无关，，K变大则变小。

八．参考文献

[1].王中来.滤饼压缩指数概述[J]. 化工装备技术:10(1989)3

[2].何潮洪，冯霄.化工原理[M].科学出版社.2013：130.

[3]. 罗茜. 成饼过滤中过滤介质阻力与堵塞研究的进展[J]. 过滤与分离: 20## Vol.17 No.3

第二篇：真空恒压过滤实验数据

根据所得的直线求得三个压力下的K值分别为：0.00113,0.00206,0.00326

qe值分别为：0.046,-0.419,0.326

由图可得s=1+0.72=1.72