727 响应面法优化膜蒸馏装置-优化变量简化示例

本篇主要由张芃悦整理。

背景

装置优化时，通常需要考虑的性能指标有数个，影响性能指标的变量可能有十几个甚至几十个，这时需要对性能指标进行统一化或主次化，对影响变量进行简化，剔除不需要优化的变量，找出有优化价值的变量。

性能指标的处理方法请参见第378篇，本篇主要以膜蒸馏装置为例，介绍如何把14个影响变量简化为2个优化变量（优化分析的更详细资料请参见376、377、378、379、381、382、384、385等篇）。

14个影响变量

膜蒸馏装置的主要性能指标为节能倍率和产水速率，其中节能倍率为主指标。

膜蒸馏装置中影响上述两个性能指标的变量有14个：

（1）膜管内直径

（2）膜孔直径

（3）膜孔隙率

（4）膜管长度

（5）垂直气流方向管间距

（6）气流通道宽度

（7）气流方向管间距

（8）气流通道长度

（9）料液流速

（10）料液温度

（11）料液浓度

（12）吹扫气流速

（13）吹扫气温度

（14）吹扫气相对湿度

对两个性能指标同方向影响的变量

模拟软件计算结果表明，膜孔直径、膜孔隙率、膜管长度、气流通道宽度、气流通道长度这5个变量对两个性能指标均为正影响，可在技术允许范围内尽量取较大值。

模拟软件计算结果表明，垂直气流管间距、气流方向管间距、料液浓度这3个变量对两个性能指标均为负影响，可在技术允许范围内尽量取较小值。

对主要性能指标影响不大的变量

模拟软件计算结果表明，膜管内直径、料液流速对节能倍率（主性能指标）影响不大，这2个变量可在技术允许范围内取适宜值。

不能人为控制的变量

装置中吹扫气取自环境空气，因此吹扫气温度、吹扫气相对湿度这2个变量尽管对两个性能指标均有影响且影响方向不同，但由于不能人为控制，也不必进行优化。

至此，14个影响装置性能指标的变量中，有12个不需要进行优化，只余料液温度、吹扫气流速这2个变量需要进行优化（基于这两个变量的具体优化示例后续专篇介绍）。