Планирование эксперимента при оптимизации процессов химической техн

Факторы 1, 8 , 9 занимают места 1, 2, 3, т. е. их ранг (1+2+3) /3 = 2 ; факторы 2, 3, 4, 10 занимают места 4,

гласованности мнений экспертов. В результате анализа получено, что первые шесть мест заняли факторы 1 , 8 , 10, 2, 9, 4. Такое ранжирование факторов отличалось от полученного в предварительных исследованиях (ранее фактор «относительная влажность» вообще не учитывал­ ся). Новое разделение факторов на существенные и не­ существенные должно быть учтено при аналогичных ис­ следованиях и проектировании новых производств.

4.1.3. Выбор типа сорбента по экспертным оценкам. Решалась задача выбора сорбента для извлечения ртути из отработанной серной кислоты. Для очистки отработан­ ной серной кислоты могут быть использованы пять типов

емкости (xi), рабочей области pH (х2)> рабочей области температур (х3) , селективности (х4), простоте выделения ртути (*5 ), набуханию (х6), удельной поверхности (*7 ), механической прочности (х8)> химической стойкости (хэ), стоимостной характеристике (хю).

От предыдущих задач эта отличается тем, что необ­ ходимо двойное ранжирование — и сорбентов и их 'свойств. Суммарная ранжировка свойств используется для расчета весов, которые в свою очередь используются для оценки типа сорбента.

Использовалась информация четырех экспертов. В табл. 4. 11 приведены ранги, присвоенные экспертами каждому свойству, а также значения суммарных рангов и квадратов отклонений от среднего а = 22. Коэффициент

Ранги

Номер

эксперта

конкордации ^ = 0,741 в соответствии с требованием (1.75) свидетельствует о согласованности мнений экспер­ тов относительно важности свойств сорбентов. Получен­ ная в табл. 4. И суммарная ранжировка используется для получения весовых коэффициентов свойств по фор­ муле

Vq = V o + yq~ y° . (v , - Vo),

Ув—Уо

где Уь,Уь\ Уо, Уо — соответственно веса и суммарные ран­ ги наиболее и наименее важного свойства.

Согласованность мнений группы экспертов относи­ тельно ранжирования типа сорбента по каждому свойст­ ву оценивалась на основании анкет с помощью -коэффи- д а согласия Г Р (см. (1. 73)). В табл. 4. 12 приведены

суммарные ранги пяти типов сорбентов для каждого из

10-ти свойств и соответствующие им коэффициенты сог­ ласия. Оценка значимости с достаточной степенью точ­ ности может быть проведена по х2-критерию (1. 75). Для 10%-ного уровня значимость и числа степеней свободы f = 4, %р= 7,78. Таким образом, существует согласован­

ность во мнениях экспертов по семи из десяти свойств, что можно считать удовлетворительным результатом.

Суммарная взвешенная ранжировка сорбентов опре­ деляется в результате расчета произведения векторастроки Vg йа матрицу суммарных рангов А:

И Л И

« = i:£ VK '

д=1 j= l

q = 1,2, k, k = 10; / = 1, 2, .... m, m = 4.

Суммарную взвешенную ранжировку можно получить умножением последней строки табл. 4.11 на матрицу суммарных рангов (табл. 4. 13). Результаты вычислений приведены в последней строке табл. 4. 13.

Таким образом, по мнению данной группы экспертов для очистки отработанной серной кислоты от ртути наи­ более предпочтительно использовать оксигидрид кремния.

4.4.4. Выбор существенных факторов насыщенным дробным факторным экспериментом. Требуется найти факторы, существенно влияющие на процесс получения

металлического титана, включающий стадию хлорирова­ ния титановых шлаков. Для исследования отобраны 15 факторов: расход хлора (*i); температура (х2)\ кон­ центрация углерода в шлаке (х3) ; концентрация диоксида титана в расплаве (х4); другие компоненты шлака (х$— Хц); компоненты расплава (х12—Xi5).

Переменной, характеризующей объект, является ско­ рость хлорирования.

Для отбора существенных факторов применялся ДФЭ типа 215-11, содержащий 16 экспериментов (их коли­ чества достаточно для определения линейных коэффици­ ентов и свободного члена). Уровни факторов и резуль­ таты эксперимента с двумя параллельными опытами при­ ведены в табл. 4. 14. Коэффициенты рассчитывались по

' 39-85

У 16— = 1,12,

тогда tTsbi = 2 , 12-1,12=2,37. Используя условие (2.23),

можно сделать вывод о незначимости факторов х3, х7, *ю> *14- Таким образом, число факторов, которые мож­ но использовать, например, для математической модели можно сократить до десяти.

4.4.5. Отсеивание факторов в процессе нейтрализации по плану Плакетта — Бермана. Исследовалась возмож­ ность получения азотно-калийно-фосфорного удобрения частичной заменой поташа аммиаком при нейтрализации азотнокислой вытяжки. При исследовании последова­ тельной нейтрализации вытяжки аммиаком и поташем особый интерес представляло выяснение степени ретро­ градации усвояемых форм пентоксида фосфора. Поэтому показателем процесса (у) служила степень усвояемости образующихся фосфорных соединений (процентное от­ ношение количества водорастворимых и лимоннораство­ римых форм фосфора к общему количеству фосфора в