教學(xué)設(shè)備

一、 實(shí)驗(yàn)概述：
   過濾是一種常用的單元操作過程。過濾的方式很多，有重力過濾、離心過濾、真空過濾、板框過濾等。恒壓過濾是板框過濾的一種形式，是在一定的壓強(qiáng)差作用下迫使懸浮液通過一多孔介質(zhì)，從而將固體顆粒截留，同時讓液體通過介質(zhì)。實(shí)際上過濾也是一種使流體通過顆粒層的流動方式。因?yàn)檫^濾裝置簡單，投資小，操作簡便，常用于液固懸浮液的分離操作，在化工、冶金、制藥、精細(xì)化工行業(yè)廣泛被采用。
二、設(shè)備性能與主要技術(shù)參數(shù)：
1、本實(shí)驗(yàn)裝置主要由板框過濾機(jī)、空壓機(jī)、電機(jī)攪拌器、計(jì)量槽、壓力容器、控制閥、不銹鋼框架、控制屏等組成，
2、板框過濾機(jī)的過濾面積為0.084m2（外形尺寸：0.200×0.200m，有效過濾面積：0.150×0.150m），用帆布攔截過濾介質(zhì)，由空壓機(jī)提供壓力，并且恒壓可調(diào)。以碳酸鈣和水混合成懸浮液，可完成過濾常數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)。
3、空壓機(jī)采用z-0.036微型壓縮機(jī),排氣量：0.036m3/h；壓力：0.7Mpa、功率：0.75KW、轉(zhuǎn)速：1200rpm。
4、壓力容器 (Φ320×560㎜,有效容積為30L)在它的上面裝有壓力表（測量范圍：0-0.6Mpa,測量精度：2.5級）、空壓機(jī)入口給混合液加壓、視鏡可方便觀察容器內(nèi)的液位。
5、盛渣槽 ：過濾時會有一點(diǎn)泄漏現(xiàn)象，為保證實(shí)驗(yàn)室的衛(wèi)生用來盛泄漏的混合液。
6、計(jì)量槽內(nèi)的料漿儲量用電子天平稱量。
7、電機(jī)攪拌器：原0-2800r/min,經(jīng)減速器變?yōu)?-200r/min（可調(diào)）。
8、電控箱由不銹鋼制成。裝有減速器、電源開關(guān)和空壓機(jī)開關(guān)，按下開關(guān)旋鈕指示燈亮即相應(yīng)的工作正在進(jìn)行，沿開關(guān)旋鈕上的箭頭方向旋轉(zhuǎn)則為關(guān)。
9、濾餅可回收利用。及用濾餅重新配制懸浮液。
三、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br /> 1、 掌握過濾的基本方法；
2、 讓學(xué)生熟悉恒壓濾機(jī)的構(gòu)造和操作流程；
3、 掌握在恒壓下過濾常數(shù)K、當(dāng)量濾液體積qe的求��；
4、 通過自動壓力改變，體現(xiàn)操作壓力對過濾速率的影響；
5、 觀察過濾終了速率與洗滌速率的關(guān)系。
四、 實(shí)驗(yàn)原理：
在實(shí)際應(yīng)用恒壓過濾方程和恒速過濾方程解決計(jì)算或進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)時，必須先要測知方程中的過濾常數(shù)K， ， 。過濾常數(shù)的測定是用操作中所需處理的懸浮液在裝置中進(jìn)行。
板框壓濾機(jī)是具有較長歷史的間歇過濾設(shè)備，板和框一般制成正方形，板和框都在其對角線上開著四個圓孔，組裝壓緊后即構(gòu)成供濾液、濾漿和洗滌液的流動通道。
過濾時懸浮液在一定的壓差下經(jīng)濾漿通道由濾框角端的暗孔進(jìn)入框內(nèi)；濾液分別穿過兩側(cè)的濾布，再經(jīng)相鄰濾板的凹槽匯集至濾液出口排走，固相則被截留于框內(nèi)形成濾餅，待框內(nèi)充滿了濾餅，過濾即可停止。
若濾餅需要洗滌，要先關(guān)閉洗滌板下部的濾液出口則將洗滌液壓入洗滌通道后，經(jīng)洗滌板角端的側(cè)孔進(jìn)入兩側(cè)板面，洗滌液在壓差作用下穿過一層濾布和整個濾框厚的濾餅層，然后再橫穿一層濾布，由過濾板上的凹槽匯集至下部的濾液出口排出。
恒壓條件下：

此式表明恒壓過濾情況下， 與q之間為直線關(guān)系，直線斜率為1/K，截距為 。測出在一系列過濾時間θ內(nèi)單位過濾面積上所獲得的累積濾液量體積，并由此算出一系列q值，從而得出一組對應(yīng)的 值。而與此相對應(yīng)的q值應(yīng)為 即： ；以θ/q為縱坐標(biāo)， 為自變量在橫坐標(biāo)做圖，可得出K和 。再以θ=0、q=0代入過濾方程式 中即可求出 值。
但必須注意，以上結(jié)果只有在試驗(yàn)條件與工業(yè)生產(chǎn)條件相同時才能直接使用。

七、實(shí)驗(yàn)操作步驟及注意事項(xiàng)：
1、先將板框過濾機(jī)的緊固手柄全部松開，板、框清洗干凈。
2、將干凈濾布安放在濾框兩側(cè)，注意必須將濾布四角的圓孔與濾框四角的圓孔中心對正，以保證濾液和清洗液流道的暢通。
3、安裝時應(yīng)從左至右進(jìn)行，裝好一塊，用手壓緊一塊。板框過濾機(jī)板、框排列順序?yàn)椋汗潭�頭-非洗滌板-框-洗滌板-框-非洗滌板-可動頭。用壓緊裝置壓緊后待用。
4、裝完以后即可緊固手柄至人力轉(zhuǎn)不動為止。
5、往壓力容器內(nèi)加水，打開控制屏上的電源開關(guān)，再加入碳酸鈣1kg（濃度4%），使其攪拌均勻。至視鏡的1/2處。此時，開啟電機(jī)使其加入的物料攪拌均勻。
6、約5min后，檢查所有閥門看是否已關(guān)緊？確保全部關(guān)緊后，待氣壓達(dá)到0.4Mpa后，打開壓力容器的進(jìn)氣閥，再打開空壓機(jī)出口轉(zhuǎn)換閥送氣，同時注意控制壓力容器的進(jìn)氣閥的開度，控制混合釜壓力表的指示值在0.1MPa范圍，并一直維持在恒壓條件下操作。
7、先打開過濾機(jī)的出料閥，并準(zhǔn)備好秒表，做好過濾實(shí)驗(yàn)的讀數(shù)和記錄準(zhǔn)備，再打開板框過濾機(jī)的進(jìn)料閥，開始過濾操作。
8、注意看看板框是否泄漏（無大量液體沖出，少量漏液無妨）？確認(rèn)正常后，觀察濾液情況，一般開始出來的比較渾濁，待濾液變清后，立即開始讀取計(jì)量槽的數(shù)據(jù)，并同時開始計(jì)時和記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
9、本裝置的計(jì)量槽分左右計(jì)量筒計(jì)量，左側(cè)計(jì)濾液量，右側(cè)計(jì)洗水量。讀取5組以上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，即可關(guān)閉進(jìn)料閥和出料閥結(jié)束過濾實(shí)驗(yàn)。
10、如果需要做濾餅洗滌實(shí)驗(yàn)，則在結(jié)束過濾實(shí)驗(yàn)之后，關(guān)閉混合釜的進(jìn)氣閥，打開水槽的進(jìn)水閥加洗滌水至其液位計(jì)的2/3處。然后關(guān)閉進(jìn)水閥，打開進(jìn)氣閥，恒壓在0.1～0.2MPa范圍，按過濾實(shí)驗(yàn)相同的方法操作，完成實(shí)驗(yàn)后，關(guān)閉進(jìn)水閥和出水閥結(jié)束濾餅洗滌實(shí)驗(yàn)。
11、如果改變操作壓力，從（2）開始重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
12、每次完成實(shí)驗(yàn)之后，應(yīng)注意用水清洗粘在釜壁面、攪拌槳葉，以及板、框和輸料管上的殘?jiān)�，避免長期實(shí)驗(yàn)后堵塞管道。
13、清掃實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。
注意事項(xiàng)：
1．加氣后應(yīng)停止攪拌。將釜內(nèi)壓力保持在0.1-0.2Mpa。
2．啟動空壓機(jī)時應(yīng)先開啟旁通閥，然后逐步減小開度。減壓后的氣體壓力不得超過0.2Mpa。
3．設(shè)備的維修主要是空壓機(jī)、電機(jī)，請參照有關(guān)的使用說明書和有關(guān)的電機(jī)手冊；
4．電動攪拌器為無級調(diào)速。使用時首先接上系統(tǒng)電源，打開調(diào)速器開關(guān)，調(diào)速鈕一定由小到大緩慢調(diào)節(jié)，切勿反方向調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)過快損壞電機(jī)。
  5．啟動攪拌前，用手旋轉(zhuǎn)一下攪拌軸以保證順利啟動攪拌器。
6．設(shè)備使用后，都必須注意攪拌槽、閥門、水槽和計(jì)量槽的排污和清洗，并放盡殘夜，清洗設(shè)備；
7．設(shè)備安裝調(diào)試好以后，盡量不要隨意變動，以免影響使用；
8．如果管道連接件泄漏，可用維修的活動扳手緊錮連接螺母，或加密封生料帶之后再緊錮，還不行，則必須更換管道接頭或管道；
9．平時應(yīng)注意電機(jī)、空壓機(jī)的加油和保養(yǎng)。
10．卸開板框，將板框和濾布清洗干凈；將濾餅返回配料槽。