综合型化工企业废气排放量核算建模研究

王俊彦

（长春工业大学人文信息学院，吉林长春130122）

我国经济与社会的迅速发展，带来了严重的大气污染问题，复合污染现象日益严重，污染范围也在不断扩大，对我国整体的可持续发展造成了严重制约。因此我国颁布了一系列与大气污染相关的政策文件，制订了废弃排放量的相关要求[1]。为降低综合型化工企业的废气排放量，需要核算并提出有效而科学的废气排放量核算方法，对于综合型化工企业后续开展废气减排工作有着重要意义[2]。基于此对综合型化工企业废气排放量核算实施建模研究，构建综合型化工企业废气排放量核算模型，实现废气排放量的精准核算。

1 设计综合型化工企业废气排放量核算建模方法

1.1 废气采样

首先对综合型化工企业排放的废气进行采样，采用用到的设备为聚四氟乙烯材质的采样容器与管线，以降低吸附挥发性有机物的作用，具体包括气体采样袋、采样管、泵管、蠕动泵[3]。其中对于蠕动泵的具体要求如下：采用的蠕动泵种类为防爆蠕动泵，最高可达600r/min 的转速，并且可以双向转动。其模式共有两种：转速模式与流量模式，泵头安装的泵管型号为15 号，可以进行流量校准。泵管连接蠕动泵，内径为4.8mm，其内衬层采用聚四氟乙烯材质且与管壁紧密结合，在长期使用时也不容易发生脱落现象。采样管同样采用聚四氟乙烯材质，其厚度为0.5mm、外径为5mm，连接泵管，密封性能良好。气体采样袋采用的材质为氟聚合物，具体选择薄膜气袋，其容量为3L，气袋中能够稳定保存气体。该采样袋上有一个接头，材质为聚四氟乙烯，作为阀门使用。气体采样袋连接连接管与采样管，满足以下要求：具备密封性、具备耐压性以及具备耐温性。 具体采样结果如表1 所示。

表1 废气采样具体结果

1.2 废气分析

通过废气分析仪器进行废气分析，采用的废气分析仪器为气相色谱仪， 具体型号为CG -2015C。该气相色谱仪由数据处理系统、检测系统、柱温箱、色谱柱、进样口、载气源构成。

在废气分析中采用的药品具体如表2 所示。

表2 废气分析中采用的药品

1.3 废气排放量核算模型构建

根据废气采样与废气分析结果，构建综合型化工企业废气排放量核算模型。具体如下：

开始切焦前的综合型化工企业废气排放量核算模型：

式(1)中Ei代表开始切焦前第i 个装置的废弃排放量；N 表示装置个数；EFi代表废气排放系数；H 代表每年装置的运行时间；T 代表切焦周期。

切焦中的综合型化工企业废气排放量核算模型：

式(2)中Ei' 代表切焦中第i 个装置的废弃排放量；t 代表每年装置的运行时间；EF 表示进料的单位废气排放系数；Flow 进料表示装置的延迟进料量。

2 实例研究

2.1 实验设计

对于设计的综合型化工企业废气排放量核算建模方法，利用其进行某综合型化工企业的废气排放量核算实验。实验中的企业为一家集消费与营养化学、半导体化学、新能源材料、石油化工为一体的综合型化工企业，旗下有多家下属公司。该企业生产的产品具体如表3 所示。

表3 实验企业生产的产品

获取设计的综合型化工企业废气排放量核算建模方法的不同装置核算准确率数据作为实验数据。为增强本次实验结果的对比性与可信性，将现有的两种综合型化工企业废气排放量核算建模方法作为实验中的对比方法进行对比实验。这两种方法分别包括深度学习方法下的综合型化工企业废气排放量核算建模方法与基于数据挖掘的综合型化工企业废气排放量核算建模方法。同样获取这两种方法的不同装置核算准确率数据作为对比实验数据。比较几种实验方法的实验数据并进行深入分析。

2.2 实验结果分析

2.2.1 焦化炉废气核算准确率实验结果

设计的综合型化工企业废气排放量核算建模方法与深度学习方法下的综合型化工企业废气排放量核算建模方法、基于数据挖掘的综合型化工企业废气排放量核算建模方法的焦化炉废气核算准确率实验结果具体如表4 所示。

表4 焦化炉废气核算准确率实验结果

根据表4 的焦化炉废气核算准确率实验结果可知，设计的综合型化工企业废气排放量核算建模方法的平均废气核算准确率高于深度学习方法下的综合型化工企业废气排放量核算建模方法、基于数据挖掘的综合型化工企业废气排放量核算建模方法的焦化炉平均废气核算准确率。

2.2.2 延迟焦化装置废气核算准确率实验结果

设计的综合型化工企业废气排放量核算建模方法与深度学习方法下的综合型化工企业废气排放量核算建模方法、基于数据挖掘的综合型化工企业废气排放量核算建模方法的延迟焦化装置废气核算准确率实验结果具体如表5 所示。

表5 延迟焦化装置废气核算准确率实验结果

根据表5 的延迟焦化装置废气核算准确率实验结果可知，设计的综合型化工企业废气排放量核算建模方法的平均废气核算准确率高于对比方法。

3 结束语

对综合型化工企业进行废气排放量核算建模研究，实现了多个装置废气核算准确率的提升，但该方法在废气采样环节中仍然存在一定提升空间，将会针对该问题继续进行研究。