ĆWICZENIE NR 2 FILTRACJA PRASA FILTRACYJNA

Transkrypt

1 ĆWICZENIE NR FILTRACJA PRASA FILTRACYJNA. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest praktyczne zapoznanie z filtracją prowadzoną pod stałym ciśnieniem. Ten sposób prowadzenia procesu występuje w prasach filtracyjnych i bębnowych filtrach obrotowych. Na podstawie wykonanych pomiarów zależności objętości uzyskanego przesączu od czasu prowadzenia procesu filtracji pod stałym ciśnieniem p=const, wyznacza się wartości stałych filtracji i C występujących w równaniu Rutha: gdzie: V objętość przesączu /filtratu/ τ czas trwania filtracji V VC Równanie to po zróżniczkowaniu względem czasu i przekształceniu przybiera postać: a dla skończonych przyrostów: d dv V C V V C czyli po przedstawieniu wyników pomiarów w układzie współrzędnych /V=f(V) jest to równanie linii prostej typu y = ax + b z którego można wyznaczyć stałe filtracji. Jeżeli wykonamy badanie filtracji zawiesiny pod dwoma różnymi ciśnieniami to możemy wyznaczyć współczynnik ściśliwości parametr charakteryzujący właściwości osadu otrzymanego na tkaninie filtracyjnej. Z pomiarów wykonanych pod ciśnieniem Δp wyznaczymy stałe filtracji i C. Z pomiarów wykonanych pod ciśnieniem Δp stałe filtracji i C. atedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej Wydział Chemiczny PG

2 Przekształcając zależność: lub: C C gdzie: p p p p s s s współczynnik ściśliwości osadu, 0<s< Laboratorium Inżynierii Chemicznej Ćwiczenie nr i podstawiając wyznaczone stałe filtracji oraz ciśnienie pod jakim odbywała się jedna i druga filtracja obliczymy wartość współczynnika ściśliwości osadu.. Budowa stanowiska i przygotowanie pomiarów Schemat budowy stanowiska przedstawiono na załączonym rysunku. Wyposażenie stanowiska stanowią prasa filtracyjna //, zbiornik z mieszadłem do przygotowania zawiesiny //, agregat pompowy podający zawiesinę do prasy filtracyjnej /3/, zbiornik stanowiący odbiornik filtratu /4/ ustawiony na wadze /5/ oraz komputer podłączony do wagi, zbierający informacje o ilości odebranego filtratu. Przygotowanie stanowiska: napełnić zbiornik do przygotowania zawiesiny wodą, uruchomić mieszadło, wsypać wskazaną przez prowadzącego ćwiczenie ilość kredy, zmoczyć płótna filtracyjne i ułożyć je w prasie wg wskazówek prowadzącego, skręcić prasę, zamknąć zawór odprowadzający filtrat, otworzyć kurek i zawór doprowadzający zawiesinę do prasy, otworzyć odpowietrzenie na latarce kontrolnej po stronie doprowadzającej zawiesinę, obserwować latarkę kontrolną, napełnić stronę tłoczną zawiesiną do momentu jej przelania przez odpowietrzenie, zamknąć odpowietrzenie - ten punkt wykonać razem z prowadzącym ćwiczenie, jeżeli prasa filtracyjna nie cieknie /jest dobrze skręcona/ można przystąpić do wykonania kolejnych części ćwiczenia, jeżeli cieknie, należy zakręcić zawór doprowadzający zawiesinę, rozkręcić prasę, poprawić ułożenie tkanin filtracyjnych i ponownie skręcić oraz napełnić zawiesiną prasę,

3 Ćwiczenie nr 3

4 Ćwiczenie nr Po skręceniu i napełnieniu prasy zawiesiną, filtrat pod wpływem ciśnienia wywieranego przez słup cieczy w zbiorniku zawiesiny, musi przesączyć się przez płótno filtracyjne i wypełnić drugą część prasy. otworzyć odpowietrzenie na latarce kontrolnej po stronie filtratu, obserwować jego poziom i zamknąć odpowietrzenie po przelaniu się filtratu, zamknąć zawór doprowadzający zawiesinę, otworzyć zawór odprowadzający filtrat, sprawdzić zamknięcie zbiornika odbierającego filtrat, sprawdzić włączenie i działanie wagi, włączyć komputer. 3. Wykonanie pomiarów Do wyznaczenia stałych filtracji i współczynnika ściśliwości osadu konieczna jest znajomość przyrostów czasu prowadzenia procesu i odpowiadających im przyrostów objętości przesączu zanotowana dla dwóch różnych wartości ciśnienia. Przyrosty czasu określamy wybierając odpowiedni przedział czasu w programie obsługującym wagę, natomiast odpowiadające im przyrosty objętości przesączu zostaną zmierzone i odnotowane przez program poprzez pomiar masy uzyskiwanego przesączu, (wg wskazań wagi bez konieczności przeliczania - kg = dm 3 (litr) - bo przesączem jest woda). uruchomić program zbierający dane z wagi w programie obsługującym wagę ustawić pomiar co 0 sekund przez 5 minut włączyć agregat pompowy, otworzyć zawór doprowadzający zawiesinę, przez cały czas trwania pomiarów kontrolować i regulować ciśnienie filtracji tak, aby było zgodne z wartością podaną przez prowadzącego ćwiczenie, prowadzić pomiar do uzyskania - 5 kg przesączu, zamknąć zawór doprowadzający zawiesinę, wyłączyć agregat pompowy, zapisać wyniki pomiarów w pamięci komputera, wykonać czyszczenie prasy wg punktu 4 instrukcji, przygotować i skręcić prasę do wykonania drugiej serii pomiarów, po zakończeniu pomiarów wykonać końcowe czyszczenie prasy. 4. Czyszczenie prasy powoli rozkręcić prasę, poczekać do momentu, aż wypłynie z niej zawiesina i filtrat, wyjąć płótna filtracyjne, ułożyć na posadzce laboratorium, zebrać skrobakiem jak największą ilość kredy i przenieść ją do przygotowanego naczynia, oczyścić i umyć prasę filtracyjną, umyć i wyszorować płótna pod strumieniem bieżącej wody, spłukać posadzkę laboratorium, usunąć nadmiar wody. 4

5 Ćwiczenie nr 5. Opracowanie wyników Metoda graficzna: wyniki pomiarów obu serii pomiarowych przenieść do Excela lub innego arkusza kalkulacyjnego i opracować wg schematu przedstawionego w tabeli. Wyniki obliczeń zestawić w tabele, wydrukować i dołączyć do sprawozdania, na podstawie wartości zapisanych w tabelach wykonać wykres zależności / V = f(v śr, n ) dla obu serii pomiarowych, wydrukować i dołączyć do sprawozdania, z obu wykresów wyznaczyć wartości stałych filtracji i C, na podstawie wyznaczonych wartości, C, i C obliczyć współczynnik ściśliwości s. TABELA OPRACOWANIA WYNIÓW Δp=... bar L.p. m V V V /V [s] [kg] [dm 3 ] [s] [dm 3 ] [m 3 ] [s/m 3 ] [m 3 ] V V śr, n n V n V n Metoda rachunkowa: Dla obu serii pomiarowych: narysować wykres zależności objętości filtratu od czasu, spośród wszystkich punktów wybrać dwa odległe punkty leżące na linii trendu, na podstawie wybranych punktów /, V i, V / obliczyć wartości stałych filtracji i C metodą analityczną, otrzymane wartości, C, i C wykorzystać do obliczenia współczynnika ściśliwości s. 5