王宏亮，张亚辉，杜士林，丁文文，都基峻

中国环境科学研究院

碳化硅(SiC)也叫金钢砂，是一种用途广泛的基础性原料，其传统四大应用领域包括磨料磨具、冶金原料、耐火材料和功能陶瓷[1-2]。近年来，碳化硅在光伏[3-4]、军工[5-6]、半导体[7-9]等高端领域发挥着越来越重要的作用。国外[10-14]和国内[15-17]学术界对碳化硅的研究主要集中在碳化硅合成和应用领域。

我国的碳化硅冶炼炉主要分布在青海省、宁夏回族自治区、甘肃省、河南省、贵州省以及东北部分地区[18]，其中甘肃省武威市天祝县宽沟园区及周边企业碳化硅年生产量可达30万t左右，占国内总产量的13%[19]。长久以来，国内外碳化硅冶炼炉均为艾奇逊(Acheson)电阻炉(图1)，其冶炼工艺无重大创新。虽然在炉型的设计上，向着节能化、大型化、结构化的方向发展与改进，但无论何种炉型，仍然遵循炼完一炉、扒掉一炉、重砌一炉的冶炼过程，带来较大环境污染问题。碳化硅冶炼的副产物为CO，因考虑利于重新砌炉、安全防爆等因素，冶炼炉一直是露天敞开式运行，冶炼废气处于无组织排放状态。

图1 典型碳化硅冶炼炉Fig.1 Typical silicon carbide smelting furnace

图2 碳化硅冶炼炉及收集装置示意Fig.2 Schematic diagram of silicon carbide smelting furnace and waste gas collection device

我国碳化硅产能占世界的80%，其中40%用于出口[20]，是最大的生产国和出口国。然而，碳化硅冶炼废气的污染防治方面鲜有研究。因此，研究碳化硅冶炼废气的污染因子、排放规律等，将填补这一领域的空白，为行业废气的末端治理乃至行业排放标准的制定等提供研究基础。

笔者对碳化硅冶炼废气的主要污染因子及其排放规律进行研究。……