綜合型化工企業廢氣排放量核算建模研究

王俊彥

（長春工業大學人文信息學院，吉林長春130122）

我國經濟與社會的迅速發展，帶來了嚴重的大氣污染問題，復合污染現象日益嚴重，污染范圍也在不斷擴大，對我國整體的可持續發展造成了嚴重制約。因此我國頒布了一系列與大氣污染相關的政策文件，制訂了廢棄排放量的相關要求[1]。為降低綜合型化工企業的廢氣排放量，需要核算并提出有效而科學的廢氣排放量核算方法，對于綜合型化工企業后續開展廢氣減排工作有著重要意義[2]。基于此對綜合型化工企業廢氣排放量核算實施建模研究，構建綜合型化工企業廢氣排放量核算模型，實現廢氣排放量的精準核算。

1 設計綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法

1.1 廢氣采樣

首先對綜合型化工企業排放的廢氣進行采樣，采用用到的設備為聚四氟乙烯材質的采樣容器與管線，以降低吸附揮發性有機物的作用，具體包括氣體采樣袋、采樣管、泵管、蠕動泵[3]。其中對于蠕動泵的具體要求如下：采用的蠕動泵種類為防爆蠕動泵，最高可達600r/min 的轉速，并且可以雙向轉動。其模式共有兩種：轉速模式與流量模式，泵頭安裝的泵管型號為15 號，可以進行流量校準。泵管連接蠕動泵，內徑為4.8mm，其內襯層采用聚四氟乙烯材質且與管壁緊密結合，在長期使用時也不容易發生脫落現象。采樣管同樣采用聚四氟乙烯材質，其厚度為0.5mm、外徑為5mm，連接泵管，密封性能良好。氣體采樣袋采用的材質為氟聚合物，具體選擇薄膜氣袋，其容量為3L，氣袋中能夠穩定保存氣體。該采樣袋上有一個接頭，材質為聚四氟乙烯，作為閥門使用。氣體采樣袋連接連接管與采樣管，滿足以下要求：具備密封性、具備耐壓性以及具備耐溫性。 具體采樣結果如表1 所示。

表1 廢氣采樣具體結果

1.2 廢氣分析

通過廢氣分析儀器進行廢氣分析，采用的廢氣分析儀器為氣相色譜儀， 具體型號為CG -2015C。該氣相色譜儀由數據處理系統、檢測系統、柱溫箱、色譜柱、進樣口、載氣源構成。

在廢氣分析中采用的藥品具體如表2 所示。

表2 廢氣分析中采用的藥品

1.3 廢氣排放量核算模型構建

根據廢氣采樣與廢氣分析結果，構建綜合型化工企業廢氣排放量核算模型。具體如下：

開始切焦前的綜合型化工企業廢氣排放量核算模型：

式(1)中Ei代表開始切焦前第i 個裝置的廢棄排放量；N 表示裝置個數；EFi代表廢氣排放系數；H 代表每年裝置的運行時間；T 代表切焦周期。

切焦中的綜合型化工企業廢氣排放量核算模型：

式(2)中Ei' 代表切焦中第i 個裝置的廢棄排放量；t 代表每年裝置的運行時間；EF 表示進料的單位廢氣排放系數；Flow 進料表示裝置的延遲進料量。

2 實例研究

2.1 實驗設計

對于設計的綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法，利用其進行某綜合型化工企業的廢氣排放量核算實驗。實驗中的企業為一家集消費與營養化學、半導體化學、新能源材料、石油化工為一體的綜合型化工企業，旗下有多家下屬公司。該企業生產的產品具體如表3 所示。

表3 實驗企業生產的產品

獲取設計的綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法的不同裝置核算準確率數據作為實驗數據。為增強本次實驗結果的對比性與可信性，將現有的兩種綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法作為實驗中的對比方法進行對比實驗。這兩種方法分別包括深度學習方法下的綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法與基于數據挖掘的綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法。同樣獲取這兩種方法的不同裝置核算準確率數據作為對比實驗數據。比較幾種實驗方法的實驗數據并進行深入分析。

2.2 實驗結果分析

2.2.1 焦化爐廢氣核算準確率實驗結果

設計的綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法與深度學習方法下的綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法、基于數據挖掘的綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法的焦化爐廢氣核算準確率實驗結果具體如表4 所示。

表4 焦化爐廢氣核算準確率實驗結果

根據表4 的焦化爐廢氣核算準確率實驗結果可知，設計的綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法的平均廢氣核算準確率高于深度學習方法下的綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法、基于數據挖掘的綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法的焦化爐平均廢氣核算準確率。

2.2.2 延遲焦化裝置廢氣核算準確率實驗結果

設計的綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法與深度學習方法下的綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法、基于數據挖掘的綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法的延遲焦化裝置廢氣核算準確率實驗結果具體如表5 所示。

表5 延遲焦化裝置廢氣核算準確率實驗結果

根據表5 的延遲焦化裝置廢氣核算準確率實驗結果可知，設計的綜合型化工企業廢氣排放量核算建模方法的平均廢氣核算準確率高于對比方法。

3 結束語

對綜合型化工企業進行廢氣排放量核算建模研究，實現了多個裝置廢氣核算準確率的提升，但該方法在廢氣采樣環節中仍然存在一定提升空間，將會針對該問題繼續進行研究。