ИСТИНА

Работа посвящена подбору условий активации цеолитов типа Х, предназначенных для адсорбционного разделения воздуха. Целью активации является приведение цеолита в состояние, в котором при адсорбции макрокомпонентов воздуха достигается наибольшее значение коэффициента разделения смеси азот-кислород. Для исследования процесса активации цеолитов типа X был использован сложный план  полный факторный эксперимент 24, совмещённый с латинским квадратом. Рассматривалось влияние на влагосодержание (y1, г/100 г), ёмкость по азоту (y2, см3/г), ёмкость по кислороду (y3, см3/г), ) и коэффициент разделения (y4=y2/y3) пяти факторов, из которых четыре  температура процесса (x1, оС), скорость нагрева (x2, о/мин), количество СО2 в продувочном газе (x3, об. %), продолжительность процесса (х4, ч)  варьировались в эксперименте на двух уровнях, а один  тип цеолита (х5)  на четырёх уровнях. Ошибки воспроизводимости результатов были определены по повторным опытам: = 0,01 г/100 г , = 0,042 см3/г, = 0,13 см3/г, = 0,02 с числом степеней свободы = 16. Результаты факторного анализа показали, что факторы противоречиво влияют на различные критерии. Для решения задачи оптимизации был использован обобщенный критерий  функция желательности Харрингтона [1]. Для построения обобщённой функции желательности D необходимо преобразовать измеренные значения критериев y в безразмерную шкалу с помощью частных функций желательности d и получить из них свёртку в виде обобщённого критерия. Результаты факторного анализа по обобщенному критерию D показали, что все факторы значимы. Были получены оптимальные значения факторов (температуры, скорости нагрева, продолжительности выдержки цеолита при определенной температуре), при которых достигается максимальное значение коэффициента разделения. В дополнительной экспериментальной проверке нуждалось влияние фактора х3 – наличия в продувочном газе (азоте) диоксида углерода. Для решения этой задачи был составлен новый план проведения экспериментов с использованием цеолита NaX. Этот план – полуреплика от полного факторного эксперимента 24. Результаты опытов были пересчитаны в частные функции желательности. По значениям обобщённой функции желательности были определены коэффициенты уравнения регрессии: Уравнение регрессии адекватно описывает значения обобщённой функции желательности. В результате оптимизации показано, что значимыми в диапазоне исследования являются только факторы х3 (количество СО2 в продувочном газе) и х2 (скорость нагрева).