基于响应面法的次氯酸钠脱硫实验参数优化

为研究NaClO质量分数、NaOH质量分数、反应温度和煤粒径对NaClO脱硫的影响,以脱硫率为响应值,通过Design Expert软件设计和优化了 NaClO脱硫实验.利用Box-Behnken实验设计方案,建立脱硫率与各因素之间的预测模型.通过建模检验、残差分析、方差分析,等高线与响应面分析,一方面证明了模型可靠性,另一方面分析了各变量之间的交互影响关系.运用响应面优化法对NaClO脱硫中反应参数进行了优化.结果表明:在实验设计方案建立的预测模型中二次模型可靠性高,且偏差最小,拟合度好;得到煤的脱硫率关于NaClO质量分数、NaOH质量分数、反应温度以及煤粒径的二次多项回归方程,通过残差分析证明二次模型的可靠性良好;二次模型的方差分析与响应曲面分析结果相一致,即单因素对脱硫率的影响程度由大到小依次为:NaOH质量分数、NaClO质量分数、煤粒径、反应温度;各因素交互作用对脱硫率影响程度中,NaOH质量分数与煤粒径最为显著,反应温度与煤粒径最低;通过提高NaClO质量分数、NaOH质量分数以及反应温度,降低煤粒径均可提升煤的脱硫率,但NaOH质量分数和反应温度过高会影响水解速度从而抑制煤的脱硫率;通过响应面分析法的预测与实际实验验证,当NaClO质量分数为6.98％、NaOH质量分数为10.34％、反应温度为36.24℃、煤粒径为120μm时,实验效果最佳,脱硫率可达34.42％.