实验三 过滤实验

篇一：过滤实验实验报告实验三过滤实验班级：学号：姓名：一、实验目的1．熟悉板框过滤机的结构。

2．学全板框压滤机的操作方法。

3．测定一定物料恒压过滤方程中的过滤常数k和qe，确定恒压过滤方程。

二、实验原理过滤是一种能将固体物截流而让流体通过的多孔介质，将固体物从液体或气体中分离出来的过程。

过滤速度u的定义是单位时间、单位过滤面积内通过过滤介质的滤液量，即：23u=dv/(ad?式中a代表过滤面积m,?代表过滤时间s,代表滤液量m.比较过滤过程与流体经过固定床的流动可知：过滤速度，即为流体经过固体床的表现速度u.同时，液体在细小颗粒构成的滤饼空隙中的流动属于低雷诺范围。

因此，可利用流体通过固体压床压降的简化模型，寻求滤液量q与时间?的关系。

在低雷诺数下，可用kozney的计算式，即：dq?31?pu???? 22d??1???ak?l对于不可压缩的滤饼，由上式可以导出过滤速度的计算式为：dp?pk??d?r??q?qe2q?qe3?q?12q?qe kk因此,实验时只要维持操作压强恒定,计取过时间和相应的滤液量以?q~q作图得直线。

读取直线斜率1/k和截距2qe/k值,进而计算k和qe值。

若在恒压过滤的时间内已通过单位过滤面积的滤液q1,则在?????及q1~q2范围内将上述微积分方程积分整理后得：???1q?q1?12?q?q1???q1?qe? kkq-q1)为线性关系，从而能方便地求出过滤常数k和qe.上表明q-q1和(???三、实验装置和流程1．装置实验装置由配料桶、供料泵、圆形过滤机、滤液计量筒及空气压缩机等组成。

可进行过滤、洗涤和吹干三项操作过程。

碳酸钙（caco3）或碳酸镁（mgco3）的悬浮液在配料桶内配制成一定浓度后，为阻止沉淀，料液由供料泵管路循环。

配料桶中用压缩空气搅拌，浆液经过滤后，滤液流入计量筒。

过滤完毕后，亦可用洗涤水洗涤和压缩空气吹干。

2．实验流程本实验的流程图如下所示。

100 7.3 实验三 过滤实验过滤是利用多孔介质（称为过滤介质），使液体通过而截留固体颗粒，从而使悬浮液中的固、液得到分离的过程。

驱动液体通过过滤介质的推动力有重力、压力和离心力，本实验是利用压力驱动，实验设备由福州大学化工原理实验室与天津大学化工基础实验中心共同研制的板框过滤机。

该装置可进行设计型、研究型、综合型实验。

由于设备接近工业生产状况，通过本实验可培养学生的工程观念、实验研究能力、设计能力及解决生产实际问题的能力。

7.3.1实验目的（1）熟悉板框过滤机的结构，熟练掌握板框过滤机的操作方法。

（2）掌握恒压过滤操作时过滤常数、压缩性指数等过滤参数的测定方法。

（3）掌握过滤问题的工程简化处理方法和实验研究方法。

7.3.2 实验基本原理过滤是利用多孔介质，使固体颗粒被过滤介质截留形成滤饼(滤渣)，而液体通过滤饼层和过滤介质，实现悬浮液固、液分离的单元操作。

无论是生产还是设计，过滤机的操作与设计计算都要有过滤常数作依据。

由于滤饼厚度随着过滤时间而增加，所以在恒压过滤条件下，过滤速率随过滤时间逐渐降低。

不同物料形成的悬浮液，其过滤常数差别很大，即使是同一种物料，浓度不同、滤浆温度不同、过滤推动力不同，其过滤常数也不尽相同，故要有可靠的实验数据作参考。

恒压过滤方程为θK qq q e =+22 （7-3-1） 式中q——— 单位过滤面积获得的滤液体积，m 3/m 2 ； e q ——— 单位过滤面积的虚拟滤液体积，m 3/m 2； K ——— 过滤常数，m 2/s ； θ——— 实际过滤时间，s 。

过滤常数的实验测定方法主要有微分法与积分法两种，其原理分别叙述如下。

7.3.2.1微分法测定过滤常数将式（7-3-1）微分得e q K q K dq d 22+=θ （7-3-2） 当各数据点的时间间隔不大时，dq d θ可以用增量之比q∆∆θ来代替，即101e q Kq K q 22+=∆∆θ （7-3-3） 上式为一直线方程。

【精品】实验三重结晶及过滤实验目的：1. 掌握重结晶方法和过滤技术。

2. 熟悉晶体的形成和性质。

实验原理：重结晶是将原料中溶剂外的杂质去除，得到纯净产物的一种方法。

重结晶的基本实验步骤是选用适当的溶剂，将粗品溶解后加热，使粗品完全溶解，然后慢慢冷却至室温或低于室温，使溶液中的产物重新结晶。

结晶过程中，所选溶剂的温度不宜过高，以避免杂质被带入晶体中；溶剂中的碳酸气体也应尽量减少，以免影响结晶。

重结晶的纯化效果与晶体的选择、再结晶时结晶度的调整、物质在差溶剂中的分配系数以及结晶筛选等因素有关。

过滤是把固体物质与液态或气态物质分离的一种方法。

过滤主要分为玻璃棉法、层析法和升华法等。

本实验采用玻璃棉法过滤。

实验材料和仪器：材料：甲基橙（AR）、无水乙醇。

仪器：三角杯、加热板、减压漏斗、滤纸、滤杯、移液管、玻璃棉、试管钳等。

实验步骤：1. 选取适当数量的甲基橙（AR）置入三角杯中，加入无水乙醇进行溶解，待甲基橙溶解后放入加热板上进行加热，使甲基橙充分溶解。

2. 容器内应无水汽，否则会影响结晶。

当液体溶解后，将加热板中的三角杯取下，移至室温下等待结晶。

3. 待晶体长出后，将三角杯放置在大洗涤瓶中进行过滤。

选取适量玻璃棉将其均匀铺在滤纸上，再将液体倒在玻璃棉上。

通过杀菌棒将液体沿滤纸边缘平缓地倾倒至玻璃棉上。

待液体过滤光滑无气泡后，将玻璃棉与过滤底板连同晶体置于乐肯巴赫胶封贴的滤杯中，待滤杯中液体挥发完全后即可得到纯净的甲基橙结晶体。

实验注意事项：1. 取用溶剂时应根据实验要求选择充分溶解粗品的溶液。

2. 过滤时玻璃棉应充分铺满，以免液体渗漏。

3. 在过滤前，玻璃棉应松开并展开，以充分利用其吸附和过滤作用。

4. 过滤时不宜用温度过低的液体，以免结晶不完整。

5. 待晶体过滤完毕后，应迅速将晶体置于环境相对稳定的容器中密封，以免受到外界环境的影响。

实验结果：通过本实验，我掌握了重结晶和过滤技术的基本方法，了解了晶体的形成原理和性质，并得到了纯净的甲基橙结晶体。

实验三过滤实验一、实验目的1．了解板框过滤机的构造、流程和操作方法；2．测定某一压强下过滤方程式中过滤常数k、q e、θe，增进对过滤理论的理解；3．测定洗涤速率与最终过滤速率的关系。

二、实验内容用板框过滤机在恒定压力(0.05Mpa，0.1MPa)下分离10—15%碳酸钙溶液，测定滤液量与过滤时间的关系并求得过滤常数。

三、基本原理过滤是将悬浮液送至过滤介质的一侧，在其上维持比另一侧高的压力，液体则通过介质而成滤液，而固体粒子则被截流逐渐形成滤渣。

过滤速率由过滤压差及过滤阻力决定，过滤阻力由二部分组成，一为滤布，一为滤渣。

因为滤渣厚度随时间而增加，所以恒压过滤速率随着时间而降低。

对于不可压缩性滤渣，在恒压过滤过情况下，滤液量与过滤时间的关系可用下式表示：(V+V e)2=K·A2·(θ+θe）（3－1）式中：Ｖ———θ时间内的滤液量ｍ３；V e———虚拟滤液量ｍ３；Ａ———过滤面积ｍ２；Ｋ———过滤常数ｍ２／ｓ；θ———过滤时间ｓ；θe———相当于得到滤液V e所需的过滤时间s。

过滤常数一般由实验测定。

为了便于测定这些常数，可将（3－1)式改写成下列形式：23－2）θ时，单位过滤面积的滤液量，m3/m2；q e时间内，单位过滤面积虚拟滤液量，m3/m2。

1e e将式（3－2）进行微分，得2（q+q e)dq=Kdθ3－3）此式形式与Y=A·X+B相同，为一直线方程。

若以dθ/dq为纵坐标，q为横坐标作图，可得一直线，其斜率为2/K，截距为2q e/K，便可求出K、q e和θe。

但是dθ/dq难以测定，dθ/dq可用增量比∆θ/∆q代替，即：3—4）因此，在恒压下进行过滤实验，只需测出一系列的∆θ、∆q值，然后以∆θ/∆q为纵坐标，以q为横坐标（q取各时间间隔内的平均值）作图，即可得到一条直线。

这条直线的斜率为2/K，截距为2q e/K，进而可算出K、q e的值。

再以q=0，θ=0代入式（3—2）即可求出θe。

实验三、恒压过滤实验一、实验目的1、熟悉过滤的工艺流程。

2、掌握过滤的操作及调节方法。

3、掌握恒压过滤常数、、θe的测定方法，加深对过滤的理解和掌握。

二、实验原理过滤是利用过滤介质进行液—固系统的分离过程，过滤介质通常采用带有许多毛细孔的物质如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。

含有固体颗粒的悬浮液在一定压力的作用下液体通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质表面上，从而使液固两相分离。

过滤操作通常分为恒压过滤和恒速过滤。

在过滤过程中，由于固体颗粒不断地被截留在介质表面上，滤饼厚度增加，液体流过固体颗粒之间的孔道加长，而使流体阻力增加，故恒压过滤时，过滤速率逐渐下降。

随着过滤进行，若得到相同的滤液量，则过滤时间增加。

如果要维持过滤速率不变，就必须不断提高滤饼两侧的压力差，此过程称为恒速过滤。

恒压过滤方程（V+V e）2＝KA2(θ+θe) （1）V—滤液体积，m3θ－过滤时间，sV e－过滤介质的当量滤液体积，m3θe－于得到当量滤液体积V e相应的过滤时间，sA－过滤面积，m2K—过滤常数，m2/s；为了便于测定过滤常数K、q e、θe，将式(1) 以单位过滤面积表示的恒压过滤方程为：（2）式中：—单位过滤面积获得的滤液体积，m3 / m2；—单位过滤面积上的虚拟滤液体积，m3 / m2；—实际过滤时间，s；—虚拟过滤时间，s；—过滤常数，m2/s。

将式（2）进行微分可得：（3）这是一个直线方程式，于普通坐标上标绘的关系，可得直线。

其斜率为，截距为，从而求出、。

至于可由下式求出：（4）当各数据点的时间间隔不大时，可用增量之比来代替，则方程式（3）变为：三、实验装置3.1设备的主要技术数据1.过滤板: 规格: 160*180*11（mm ）。

2.滤布：型号 工业用；过滤面积0.0475m 2。

3.计量桶： 长327mm 、宽286mm 。

3.2设备的流程 流程图: (见图一)如图一所示，滤浆槽内配有一定浓度的轻质碳酸钙悬浮液（浓度在2-4%左右），用电动搅拌器进行均匀搅拌(浆液不出现旋涡为好)。

实验三 恒压过滤常数测定实验一、实验目的1. 熟悉板框压滤机的构造和操作方法。

2. 通过恒压过滤实验，验证过滤基本理论。

3. 学会测定过滤常数K 、q e 、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、基本原理过滤是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液以达到固、液分离的一种操作过程，即在外力的作用下，悬浮液中的液体通过固体颗粒层（即滤渣层）及多孔介质的孔道而固体颗粒被截留下来形成滤渣层，从而实现固、液分离。

因此，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，故在恒压过滤操作中，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。

过滤时滤液流过滤渣和过滤介质的流动过程基本上处在层流流动范围内，因此，可利用流体通过固定床压降的简化模型，寻求滤液量与时间的关系，可得过滤速度计算式：()()e s V V C r p A d dq Ad dV u +⋅⋅∆===-μττ1 （1） 式中：u —过滤速度，m/s ；V —通过过滤介质的滤液量，m 3；A —过滤面积，m 2；τ —过滤时间，s ；q —通过单位面积过滤介质的滤液量，m 3/m 2；△p —过滤压力（表压）pa ；s —滤渣压缩性系数；μ—滤液的粘度，Pa.s ；r —滤渣比阻，1/m 2；C —单位滤液体积的滤渣体积，m 3/m 3；Ve —过滤介质的当量滤液体积，m 3；C —单位滤液体积的滤渣质量，kg/m 3。

对于一定的悬浮液，在恒温和恒压下过滤时，μ、r 、C 和△p 都恒定，为此令：()Cr p K s ⋅⋅=-μ∆12 （2） 于是式（1）可改写为：)(22Ve V KA d dV +=τ （3） 式中：K —过滤常数，由物料特性及过滤压差所决定，s m /2。

实验3 过滤实验一﹑实验目的1. 了解过滤机的构造﹑流程﹑操作原理，掌握过滤的操作方法；2. 测定恒压过滤时的过滤常数K ，q e ，s ；3. 测定洗涤速率并验证最终速率和洗涤速率的关系。

二﹑基本原理在恒压过滤时，其过滤速率方程式为：)(2)(22e e q q Kd dq V V KA d dV +=+=ττ或 (3-1) 将上述方程积分可得：τ222KA VV V e =+(3-1a)或 τK qq q e =+22 (3-1b) 式中：V —τ时间内的滤液体积，m 3，由计量筒测定；V e —虚拟的滤液体积，它是形成相当于滤布阻力的一层滤渣时，应得到的滤液体积，m 3；A —过滤面积，m 2，现场测定； K —过滤常数，m 2/s ；τ—过滤时间，s ，由秒表测定；q=V/A ，即单位过滤面积的滤液体积， m 3/m 2；q e =V e /A ，即单位过滤面积的虚拟滤液体积，m 3/m 2。

由(3-1b)有：∴ e q Kq K q 21+=τ(3-2)式(3-2)表明qτ与q 成直线关系，其斜率为K 1， 截距为e q K 2。

如果在恒压过滤前的τ1时间内已通过了q 1的滤液量，则在τ1至τ和q 1至q 的范围内将3-1积分，得到：)()(211212ττ-=-+-K q q q q q e (3-3)将上式两边同时除以)(1q q K -，则 (3-3)改写为e q Kq q K q q 2)(1111++=--ττ （3-4）式(3-4)表明11q q --ττ与（q+q 1）成直线关系，其斜率为K 1， 截距为e q K 2。

如果滤饼是可以压缩的，则可在实验中改变过滤压力（差），测得不同K 值，由K 的定义φμ012r p K s-∆=式，两边取对数有：)/2lg(lg )1(lg φμo r p s K +∆-= （3-5）将K 与Δp 在双对数坐标上绘图的一直线，直线的斜率为(1-s)，由此可得滤饼的压缩指数s ，进而可求滤饼的比阻。