《化工原理》课程教学资源（PPT讲稿）第三章 沉降与过滤 3-3-5 恒速过滤与先恒速后恒压过滤 3.3.7 过滤设备 3-4-8 滤饼的洗涤 3-4-9 过滤机生产能力

知识点回顾1.总结上节课内容2.根据过滤基本方程式，过滤速率与过滤面积成正比？3.过滤速率与压差成正比？4.写出恒压过滤方程式

知识点回顾 1. 总结上节课内容 2. 根据过滤基本方程式，过滤速率与过滤面积成正比? 4. 写出恒压过滤方程式。 3. 过滤速率与压差成正比？ 1

（二）过滤常数的测定q +2q.q= K0恒压过滤方程：（q+q）=K(0+)1）恒压下K、qe、θ的测定方法1：0 1-91K、qe0 2-92q= Ke方法2：021(q +2q.)g= K0q+qeKKq0A2在二轴的截距q成直线关系，斜率qeKKqq2

(q q ) K( )e 2 恒压过滤方程：  e     方法1： q  2qeq  K 2 θ θ e K e q   2 方法2： (q2qe)qK qe K q q K 1 2    e q K q K q q 1 2 成直线关系，斜率 ，在 轴的截距    1）恒压下K、qe、 θ e的测定 （二）过滤常数的测定 2

2)过滤常数的测定压缩指数s的测定、物料特性常数的测定1kK = 2k△P1-sμr'uIg K = (1 - s) lg △P + lg(2k)lgK-lg△P成直线关系，斜率1-S，截距lg2k3

2)过滤常数的测定 压缩指数s的测定、物料特性常数k的测定  r  1 k   1 s K 2 k P    lg K  (1  s) lg  P  lg( 2 k ) lg K  lg P成直线关系，斜率1 s，截距 lg 2k 3

例：含有CaCO，质量分数为13.9%的水悬浮液,用板框压滤机在20℃下进行过滤.A=0.1m2,实验数据列于表中,求过滤常数K和qe表压/Pa过滤时滤液量过滤时滤液量表压/Pa间/s间/s(V)/dm3(V)/dm3503.43*1042.9214610.3*1042.458889.807.80666（1）表压为3.43×104时q? +2qq= K02.92 × 10 -3= 2.92 × 10 -2 m3 / m2A1=0, = 146 s0.17.80 × 10 -3= 7.80 × 10 -2 m 3 / m202 = 888 s9240.1

例：含有CaCO3质量分数为13.9%的水悬浮液,用板框压滤机在 20℃下进行过滤.A=0.1m2 ,实验数据列于表中,求过滤常数K和qe . 表压/Pa 滤液量 (V)/dm3 过滤时 间/s 表压/Pa 滤液量 (V)/dm3 过滤时 间/s 3.43*104 2.92 7.80 146 888 10.3*104 2.45 9.80 50 666 （1）表压为3.43×10 4时 2 3 2 3 1 2.92 10 / 0.1 2.92 10 q m m       2 3 2 3 2 7.80 10 / 0.1 7.80 10 q m m       q  2qeq  K 2 146 s  1  888 s  2  4

K = 7.62 × 10 -6 m 2 / s代入方程式得：q。 = 1.14 ×10 *m2 . s / m（2）表压为10.3×104Pa时K = 1.57 × 10 -5 m2 / s。 = 3.74 × 10 -3 m 3 / m5

代入方程式得： K 7 .62 10 m / s  6 2   4 2 3 q e  1 .14  10 m  s / m （2）表压为10. 3×10 4Pa时 K 1 .57 10 m / s  5 2   3 3 2 q e 3 .74 10 m / m    5

220十qqe另解（1）：KKqQ1462.92 × 10 -3=5.0x10m.s/m: 2.92 × 10 -2 m 3 / m 2A12.92×100.1q17.80 × 10 -3 7.80 ×10 -2 m3 / m212二0.102888: 1.14 ×10 4m2. s /m37.8 ×10 -2q2K = 7.62 ×10- m2 / s代入方程式得：l。 =1.14×10*m2 .s/ m6

3 2 3 2 1 1 5.0 10 / 2.92 10 146 m s m q        4 2 3 2 2 2 1.14 10 / 7.8 10 888 m s m q        另解（1）： q e K q q K 2 2    2 3 2 3 1 2.92 10 / 0.1 2.92 10 q m m       2 3 2 3 2 7.80 10 / 0.1 7.80 10 q m m       代入方程式得： K 7.62 10 m / s 6 2   4 2 3 qe  1.1410 m s/m 6

3-3-5恒速过滤与先恒速后恒压过滤一.恒速过滤恒速过滤是指过滤速度恒定的过滤操作。由过滤基本方程式知，要保持恒速进行则推动力△p需随时增大。dvZ9=uR=常数0AdeA0所以恒速过滤时则：qup0或V=AuR0Apdg=UR=常数deLurv(q + qe)Ap=μrvu,e+urvurqe1

3-3-5 恒速过滤与先恒速后恒压过滤 一. 恒速过滤 恒速过滤是指过滤速度恒定的过滤操作。由过滤基本方程 式知，要保持恒速进行则推动力△p需随时增大。 所以恒速过滤时则: q＝uRθ 或V＝AuRθ   常数    R e u rv q q p d dq   ( ) 2 3 62 R R e p  rvu   rvu q （  ）    uR  常数 q A V Ad dV    7

Ap=urvur+urvurqe对不可压缩滤饼：Ap = ao + b表明：对不可压缩滤饼进行恒速过滤时，压强随时间成直线升高8

对不可压缩滤饼： p  a  b （3 62a） 表明：对不可压缩滤饼进行恒速过滤时，压强随时间成直线升高 2 3 62 R R e p  rvu   rvu q （  ） 8

讨论：(3 -62a)△p = ao+b1、要保持恒速则过滤压差（推动力）需随滤饼增厚或累积滤液量增加而增加，过滤终了阶段的操作压力会过高。2、实际操作中一般以较低的恒速开始过滤操作，以便在过滤介质上平稳而均匀地形成滤饼，并且减少颗粒穿透量、避免初滤液浑浊或者网孔堵塞。待进入滤饼过滤阶段、压差上升到一定值后，即转入恒压过滤直至终了。这种过滤操作可以分段进行计算，也可以根据所采用的△p随V的变化关系直接由过滤基本方程进行积分求解。9

讨论： 1、要保持恒速则过滤压差(推动力)需随滤饼增厚或累积滤 液量增加而增加，过滤终了阶段的操作压力会过高。 2、实际操作中一般以较低的恒速开始过滤操作，以便在过 滤介质上平稳而均匀地形成滤饼，并且减少颗粒穿透量、避免 初滤液浑浊或者网孔堵塞。待进入滤饼过滤阶段、压差上升到 一定值后，即转入恒压过滤直至终了。 这种过滤操作可以分段进行计算，也可以根据所采用的 p 随 V 的变化关系直接由过滤基本方程进行积分求解。 p  a  b （3 62a） 9

滤浆图3-17先恒速后恒压的过滤装置1一正位移泵，2一支路阀，3一过滤机10

图3-17 先恒速后恒压的过滤装置 1—正位移泵，2—支路阀，3—过滤机 10