Оценка влияния примесей в каменноугольном пеке на выход алюминия

КурсоваяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Для начала составим таблицу исходных данных однофакторного дисперсионного анализа, в которой уровнями фактора m будут являться различные содержания азота в каменноугольном пеке, а значениями n будут значения выхода алюминия при определенном содержании азота. Для оценки влияния одного из показателей каменноугольного пека, в частности содержания азота (ppm) на выход алюминия (т) в алюминиевых… Читать ещё >

Оценка влияния примесей в каменноугольном пеке на выход алюминия (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Техническое задание На предприятии алюминиевой промышленности был проведен эксперимент. Для эксперимента были взяты 10 партий пека с различным содержанием азота и из каждой партии было изготовлено по 30 анодов, у которых была измерена электропроводность, после чего был измерен выход алюминия на каждом из электролизеров, в который и были установлены данные аноды.

Имеются данные по свойствам каменноугольного пека, импорт которого происходит из Китая. Необходимо оценить влияние одного из показателей данного пека, в частности содержания азота (ppm) на выход алюминия (т.) в алюминиевых электролизерах, работающих по технологии Содерберга.

Данные о пеке представлены в таблице 1.

Таблица 1 — Свойства пека


№ партии	Производитель	Нерастворимые в толуоле %	Нерастворимые в хинолине %	Коксовый остаток, %	Сера, ppm	Смолы, %	Летучие, %	Азот, ppm


	Китай	28,42	37,62	3,06	1,11	10,36	4,90	1,23
	Китай	22,54	32,67	1,02	1,85	1,11	13,72	1,48
	Китай	20,58	30,69	3,06	0,37	1,85	5,88	1,54
	Китай	28,42	30,69	5,10	0,74	3,33	9,80	1,60
	Китай	22,54	34,65	2,04	2,22	0,37	12,74	1,78
	Китай	26,46	30,69	3,06	2,59	5,18	3,92	1,85
	Китай	26,46	33,66	3,06	0,74	5,55	6,86	1,85
	Китай	27,44	38,61	2,04	0,74	2,22	4,90	2,22
	Китай	29,40	29,70	3,06	1,11	2,96	0,98	2,59
	Китай	24,50	37,62	2,04	0,74	5,18	2,94	2,60

Данные, полученные с электролизеров, представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 — Выход алюминия в электролизерах


партия пека 1	партия 2	партия 3	партия 4	партия 5	партия 6	партия 7	партия 8	партия 9	партия 10
1,450	1,465	1,469	1,633	1,689	1,695	1,756	1,789	1,850	1,854
1,658	1,369	1,856	1,659	1,784	1,850	1,705	1,960	1,958	1,960
1,200	1,469	1,400	1,675	1,485	1,369	1,658	1,358	1,699	1,850
1,366	1,362	1,698	1,499	1,469	1,364	1,477	1,299	1,682	1,658
1,099	1,256	1,358	1,678	1,688	1,699	1,745	1,899	1,996	2,000
1,299	1,368	1,125	1,368	1,870	1,547	1,499	1,672	2,010	1,972
1,340	1,688	1,698	1,648	1,650	1,322	1,587	2,020	1,258	2,000
1,412	1,254	1,369	1,756	1,977	1,999	2,007	1,025	1,689	1,717
1,258	1,260	1,415	1,560	1,698	1,756	1,784	1,856	1,875	1,988
1,025	1,021	1,200	1,958	2,010	1,489	1,485	1,987	1,966	1,689
1,260	1,456	1,469	1,477	1,698	1,865	1,875	1,954	1,988	2,010
1,200	1,412	1,687	1,758	2,020	2,014	1,996	1,784	1,899	1,990
1,477	1,485	1,499	1,685	1,865	1,870	1,875	1,995	1,996	2,100
1,500	1,478	1,555	1,613	1,450	1,587	1,650	1,469	1,966	2,004
1,485	1,499	1,469	1,560	1,875	1,963	1,977	1,996	1,698	2,001
1,469	1,369	1,400	1,658	1,722	2,010	1,799	1,870	1,785	1,999
1,200	1,111	1,650	1,499	1,744	1,689	1,900	1,854	1,911	1,987
1,012	1,301	1,698	1,875	1,968	1,456	1,459	1,900	1,986	1,986
1,415	1,477	1,547	1,587	1,587	1,650	1,689	1,698	1,852	1,990
1,256	1,365	1,698	1,875	1,689	1,689	1,875	1,977	2,100	2,007
1,415	1,420	1,654	1,280	1,689	1,789	1,875	1,638	1,901	2,004
1,256	1,400	1,456	1,699	1,459	1,642	1,640	1,568	2,001	2,005
1,638	1,875	1,325	1,402	1,648	1,548	1,999	2,001	2,003	2,013
1,280	1,568	1,756	1,789	1,966	1,820	1,987	2,014	2,004	2,033
1,362	1,699	1,489	1,256	1,856	1,870	1,566	1,996	2,007	2,014
1,099	1,368	1,469	1,500	1,687	1,699	1,874	1,958	2,010	2,010
1,469	1,700	1,745	1,648	1,712	2,004	1,813	1,996	1,897	2,020
1,500	1,256	1,684	1,414	1,784	1,688	1,996	1,799	1,919	2,002
1,469	1,368	1,459	1,856	1,687	1,254	1,789	1,854	2,000	1,95
1,369	1,648	1,687	1,958	1,691	1,692	1,658	1,799	2,001	1,873

Таблица 3 — Электропроводность анодов


партия пека 1	партия 2	партия 3	партия 4	партия 5	партия 6	партия 7	партия 8	партия 9	партия 10
39,77	32,01	26,19	48,5	37,83	40,74	48,5	39,77	40,74	50,44
46,56	33,95	44,62	29,1	43,65	25,22	48,5	32,01	41,71	27,16
31,04	29,1	34,92	33,95	43,65	36,86	50,44	37,83	36,86	49,47
31,04	25,22	27,16	31,04	25,22	47,53	43,65	32,01	32,98	49,47
27,16	32,01	41,71	46,56	30,07	43,65	49,47	44,62	33,95	44,62
47,53	44,62	28,13	31,04	46,56	27,16	49,47	44,62	25,22	41,71
42,68	50,44	44,62	32,98	49,47	28,13	41,71	37,83	33,95	39,77
39,77	50,44	29,1	45,59	45,59	26,19	48,5	30,07	34,92	31,04
34,92	50,44	45,59	32,98	30,07	28,13	34,92	29,1	31,04	48,5
37,83	45,59	30,07	41,71	34,92	30,07	37,83	34,92	31,04	50,44
30,07	38,8	46,56	37,83	41,71	42,68	25,22	40,74	25,22	30,07
45,59	40,74	35,89	40,74	32,01	29,1	49,47	50,44	41,71	31,04
47,53	46,56	50,44	50,44	27,16	50,44	27,16	27,16	32,98	41,71
26,19	41,71	32,98	46,56	44,62	30,07	44,62	49,47	49,47	50,44
34,92	36,86	44,62	37,83	35,89	44,62	33,95	48,5	44,62	29,1
30,07	45,59	26,19	50,44	44,62	47,53	37,83	32,98	32,01	31,04
47,53	48,5	31,04	31,04	43,65	25,22	29,1	38,8	28,13	27,16
48,5	37,83	33,95	35,89	42,68	37,83	45,59	27,16	39,77	35,89
30,07	47,53	40,74	26,19	39,77	25,22	36,86	44,62	31,04	25,22
35,89	35,89	25,22	30,07	33,95	29,1	34,92	42,68	32,01	34,92
48,5	41,71	33,95	48,5	48,5	29,1	28,13	42,68	40,74	43,65
29,1	41,71	26,19	31,04	42,68	39,77	39,77	27,16	46,56	45,59
29,1	32,98	44,62	45,59	35,89	50,44	26,19	44,62	32,01	41,71
38,8	34,92	47,53	27,16	38,8	31,04	43,65	41,71	25,22	27,16
26,19	31,04	30,07	29,1	42,68	38,8	26,19	48,5	44,62	45,59
33,95	39,77	44,62	41,71	33,95	31,04	25,22	44,62	41,71	39,62
46,56	29,1	30,07	35,89	30,07	46,56	32,98	50,44	28,13	50,03
25,22	32,98	28,13	37,83	48,5	30,07	45,59	30,07	41,71	41,24
46,56	32,01	49,47	25,22	48,5	27,16	32,01	39,77	43,65	46,37
25,22	36,86	32,98	27,16	28,13	27,16	46,56	34,92	38,8	50,45

Реферат Курсовая работа по теме «Оценка влияния примесей в каменноугольном пеке на выход алюминия «представлена на 16 страницах, содержит 1 рисунок, 9 таблиц, 2 источника, 1 приложение.

Цель работы — оценить, как примеси азота в каменноугольном пеке влияют на выход алюминия в алюминиевых электролизных ваннах, применяющихся в алюминиевой промышленности, а также провести корреляционный анализ данных о выходе алюминия и электропроводности анода, учавствующего непосредственно в процессе получения самого алюминия.

В ходе курсовой работы был выполнен статистический анализ данных о выходе алюминия, получаемого на анодах алюминиевых электролизеров по технологии Содерберга. Был произведен однофакторный анализ, целью которого было выяснить различие по выходу алюминия между анодами, изготовленными из пека с различным числом примесей азота.

Также был произведен корреляционный анализ зависимости между электропроводностью пека и выходом алюминия на электродах.

Алюминиевая промышленность — отрасль цветной металлургии, объединяющая предприятия по выработке металлического алюминия. По масштабам производства и потребления алюминий занимает первое место среди подотраслей цветной металлургии, а среди отраслей металлургии по объёму уступает лишь производству стали. Важнейшими потребителями продукции алюминиевой промышленности являются: авиационная, электротехническая, автомобильная и ряд других отраслей машиностроительной иметаллообрабатывающей промышленности, а также строительство, железнодорожный транспорт, химическая, пищевая промышленность.

Процесс получения алюминия идет в специально оборудованных электролизерах, алюминиевый электролизер любой конструкции и мощности состоит из корпуса, ванны, катода и анода. Кроме этих основных узлов электролизеры снабжены специальными устройствами для сбора и отвода газов, выделяющихся при электролизе.

Аноды алюминиевых электролизеров на 70% состоят из нефтяного кокса и на 30% из каменноугольного пека, в результате чего можно сделать вывод о зависимости свойств получаемого алюминия от свойств компонентов анодной массы.

1 Оценка зависимости выхода алюминия от содержания азота в каменноугольном пеке

Для оценки влияния одного из показателей каменноугольного пека, в частности содержания азота (ppm) на выход алюминия (т) в алюминиевых электролизерах, возможно применить одну и моделей дисперсионного анализа, а именно, однофакторный дисперсионный анализ.

1.1 Оформление исходных данных относительно выхода алюминия на аноде и электропроводности анода

Таблица 4 — Исходные данные однофакторного дисперсионного анализа зависимости выхода алюминия от содержания азота в пеке


Содержание азота (ppm) m/n	Выход Ал (т)
1,23	1,450	1,658	1,200	1,366	1,099	1,299	1,340	1,412	1,258	1,025	1,260	1,200
1,48	1,465	1,369	1,469	1,362	1,256	1,368	1,688	1,254	1,260	1,021	1,456	1,412
1,54	1,469	1,856	1,400	1,698	1,358	1,125	1,698	1,369	1,415	1,200	1,469	1,687
1,60	1,633	1,659	1,675	1,499	1,678	1,368	1,648	1,756	1,560	1,958	1,477	1,758
1,78	1,689	1,784	1,485	1,469	1,688	1,870	1,650	1,977	1,698	2,010	1,698	2,020
1,85	1,695	1,850	1,369	1,364	1,699	1,547	1,322	1,999	1,756	1,489	1,865	2,014
1,85	1,756	1,705	1,658	1,477	1,745	1,499	1,587	2,007	1,784	1,485	1,875	1,996
2,22	1,789	1,960	1,358	1,299	1,899	1,672	2,020	1,025	1,856	1,987	1,954	1,784
2,59	1,850	1,958	1,699	1,682	1,996	2,010	1,258	1,689	1,875	1,966	1,988	1,899
2,60	1,854	1,960	1,850	1,658	2,000	1,972	2,000	1,717	1,988	1,689	2,010	1,990
1,500	1,485	1,469	1,200	1,012	1,415	1,256	1,415	1,256	1,638	1,280	1,362	1,099
1,478	1,499	1,369	1,111	1,301	1,477	1,365	1,420	1,400	1,875	1,568	1,699	1,368
1,555	1,469	1,400	1,650	1,698	1,547	1,698	1,654	1,456	1,325	1,756	1,489	1,469
1,613	1,560	1,658	1,499	1,875	1,587	1,875	1,280	1,699	1,402	1,789	1,256	1,500
1,450	1,875	1,722	1,744	1,968	1,587	1,689	1,689	1,459	1,648	1,966	1,856	1,687
1,587	1,963	2,010	1,689	1,456	1,650	1,689	1,789	1,642	1,548	1,820	1,870	1,699
1,650	1,977	1,799	1,900	1,459	1,689	1,875	1,875	1,640	1,999	1,987	1,566	1,874
1,469	1,996	1,870	1,854	1,900	1,698	1,977	1,638	1,568	2,001	2,014	1,996	1,958
1,966	1,698	1,785	1,911	1,986	1,852	2,100	1,901	2,001	2,003	2,004	2,007	2,010
2,004	2,001	1,999	1,987	1,986	1,990	2,007	2,004	2,005	2,013	2,033	2,014	2,010

1.2 Выдвижение гипотез о влиянии примесей на выход алюминия

Исходя из первоначальных данных выдвигаем две гипотезы:

1. H0: влияние содержания азота в пеке на выход алюминия отсутствует.

2. Н1: влияние содержания азота в пеке на выход алюминия присутствует.

1.3 Расчет

Подсчитываем итоги по столбцам:

Таблица 5 — сумма столбцов


Столбец	Сумма
1−10	16,65	17,759	15,163	14,874	16,418	15,73	16,211	16,205	16,45	15,83
11−20	17,052	17,76	17,847	16,272	17,523	17,081	16,545	16,641	16,492	17,531
21−30	16,665	16,126	17,452	18,217	17,115	16,674	18,004	17,042	16,686	17,376

Возводим суммы столбцов в квадрат:

Таблица 6 — сумма столбцов в квадрате


Столбец	Сумма в квадрате
1−10	277,22	315,321	229,916	221,29	269,5524	247,429	262,765	262,602	270,605	250,589
11−20	290,777	315,416	318,54	264,78	307,555	291,766	273,37	276,929	271,961	307,36
21−30	277,722	260,049	304,5723	331,851	292,9232	278,023	324,14	290,428	278,426	301,954

Подсчитываем сумму квадратов всех наблюдений:

Таблица 7 — сумма квадратов


Столбец	Сумма квадратов
1−10	27,943	31,849	23,32	22,318	27,637	25,55 745	26,89 577	27,797	27,689	26,432
11−20	29,734	32,235	32,337	26,898	31,153	29,662	28,18 549	28,561	27,463	31,724
21−30	28,247	26,517	31,96	33,711	29,99	28,6456	32,70 584	29,577	28,462	30,464

Рассчитываем сумму квадратов по столбцам, деленную на число наблюдений в столбце:

Рассчитываем квадрат общего итога, деленный на число всех наблюдений (корректирующий член):

Рассчитываем сумму квадратов для столбца:

Рассчитываем общую сумму квадратов:

Рассчитываем остаточную сумму квадратов:

Зная сумму квадратов для столбца рассчитываем дисперсию S2A

И дисперсию s2ош

Результаты оформляем в виде таблицы 8 дисперсионного анализа.

Таблица 8 — Таблица дисперсионного анализа


	Сумма квадратов	Число степеней свободы	Средний квадрат
Межгрупповая	1,89 290 983	m-1=9	0,210 323 314
Внутригрупповая	582,331 115	mn-m=290	2,8 038 327
Общая	584,2 240 248	mn-1=299

Исход я из того, что F>Fкр, то на уровне значимости a=0,05 нулевая гипотеза (Н0) отвергается, т. е. влияние содержания азота в пеке на выход алюминия на анодах алюминиевых электролизеров при производстве алюминия присутствует.

По данным таблицы находим критерий Фишера:

F=S2/S1=9,547 388 186

По таблице критериев Фишера (Приложение А) найдем значение: Fкр=1,91.

алюминий каменноугольный азот электропроводность

2 Корреляционный анализ взаимосвязи выхода алюминия и электропроводности анода

Корреляционный анализ заключается в определении статистической взаимосвязи, в нашем случае, массивов двух величин: выхода алюминия (т.) и электропроводности анода.

Коэффициент корреляции = 0,977 638

Таблица 9 — Массивы данных: выход алюминия, электропроводность анода


Выход алюминия т.	Электропроводность анода
1,012	25,22
1,021	25,22
1,025	25,22
1,025	25,22
1,099	25,22
1,099	25,22
1,111	25,22
1,125	25,22
1,200	25,22
1,200	25,22
1,200	25,22
1,200	25,22
1,254	25,22
1,254	25,22
1,256	25,22
1,256	26,19
1,256	26,19
1,256	26,19
1,256	26,19
1,258	26,19
1,258	26,19
1,260	26,19
1,260	26,19
1,280	26,19
1,280	27,16
1,299	27,16
1,366	27,16
1,368	27,16
1,368	28,13
1,368	28,13
1,368	28,13
1,369	28,13
1,369	28,13
1,369	28,13
1,369	28,13
1,369	28,13
1,400	29,1
1,400	29,1
1,400	29,1
1,402	29,1
1,412	29,1
1,412	29,1
1,414	29,1
1,415	29,1
1,415	29,1
1,415	29,1
1,420	29,1
1,450	29,1
1,450	29,1
1,456	30,07
1,456	30,07
1,456	30,07
1,459	30,07
1,459	30,07
1,459	30,07
1,465	30,07
1,469	30,07
1,469	30,07
1,469	30,07
1,469	31,04
1,477	31,04
1,477	31,04
1,477	31,04
1,477	31,04
1,478	31,04
1,485	31,04
1,485	31,04
1,485	31,04
1,485	31,04
1,489	31,04
1,489	31,04
1,499	31,04
1,499	31,04
1,499	31,04
1,499	31,04
1,499	32,01
1,500	32,01
1,500	32,01
1,500	32,01
1,547	32,01
1,547	32,01
1,548	32,01
1,555	32,01
1,560	32,01
1,560	32,01
1,566	32,98

Рисунок — 1 Точечная диаграмма с линией тренда

Коэффициент корреляции наглядно демонстрирует то, что зависимость между выходом алюминия и электропроводностью анода близка к линейной, что в свою очередь подтверждает тот факт, что электропроводность анода является основной характеристикой, влияющей на выход алюминия в алюминиевой промышленности.

Заключение

В ходе курсовой работы был выполнен статистический анализ данных о выходе алюминия, получаемого на анодах алюминиевых электролизеров по технологии Содерберга. Был произведен однофакторный анализ, целью которого являлось выяснение различий по выходу алюминия на анодах с различным содержанием азота. Также был произведен корреляционный анализ взаимосвязи выхода алюминия и электропроводности анода в алюминиевой промышленности.

Список использованных источников

1 Ахназарова С. Л, В. В Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: учеб. пособие. «Высшая школа» Москва 1984. 326с.

2 Рыков В. В, Иткин Р. Ю Математическая статистика и планирование эксперимента: учеб. Пособие. РГУ им. Губкина Москва 2008.

Приложение А


	f1
f2
	161.45	199.50	215.71	224.58	230.16	233.99	236.77	238.88	240.54	241.88	245.95
	18.51	19.00	19.16	19.25	19.30	19.33	19.35	19.37	19.38	19.40	19.43
	10.13	9.55	9.28	9.12	9.01	8.94	8.89	8.85	8.81	8.79	8.70
	7.71	6.94	6.59	6.39	6.26	6.16	6.09	6.04	6.00	5.96	5.86
	6.61	5.79	5.41	5.19	5.05	4.95	4.88	4.82	4.77	4.74	4.62
	5.99	5.14	4.76	4.53	4.39	4.28	4.21	4.15	4.10	4.06	3.94
	5.59	4.74	4.35	4.12	3.97	3.87	3.79	3.73	3.68	3.64	3.51
	5.32	4.46	4.07	3.84	3.69	3.58	3.50	3.44	3.39	3.35	3.22
	5.12	4.26	3.86	3.63	3.48	3.37	3.29	3.23	3.18	3.14	3.01
	4.96	4.10	3.71	3.48	3.33	3.22	3.14	3.07	3.02	2.98	2.85
	4.84	3.98	3.59	3.36	3.20	3.09	3.01	2.95	2.90	2.85	2.72
	4.75	3.89	3.49	3.26	3.11	3.00	2.91	2.85	2.80	2.75	2.62
	4.67	3.81	3.41	3.18	3.03	2.92	2.83	2.77	2.71	2.67	2.53
	4.60	3.74	3.34	3.11	2.96	2.85	2.76	2.70	2.65	2.60	2.46
	4.54	3.68	3.29	3.06	2.90	2.79	2.71	2.64	2.59	2.54	2.40
	4.49	3.63	3.24	3.01	2.85	2.74	2.66	2.59	2.54	2.49	2.35
	4.45	3.59	3.20	2.96	2.81	2.70	2.61	2.55	2.49	2.45	2.31
	4.41	3.55	3.16	2.93	2.77	2.66	2.58	2.51	2.46	2.41	2.27
	4.38	3.52	3.13	2.90	2.74	2.63	2.54	2.48	2.42	2.38	2.23
	4.35	3.49	3.10	2.87	2.71	2.60	2.51	2.45	2.39	2.35	2.20

Значения критерия Фишера (F-критерия) для уровня значимости p = 0,05. f1 — число степеней свободы большей дисперсии, f2 — число степеней свободы меньшей дисперсии

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой