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摘 要： 焦化、碳素企业生产过程中产生的苯并[a]芘，消除苯并[a]芘使之排放达标的方案，苯并[a]芘高温裂解专用炉及其环保改善的前景
1.引言
焦化、碳素企业生产中含碳燃料及有机物热解的过程将产生大量的苯并[a]芘。例如，某碳素生产厂六万吨碳素阳极焙烧炉的烟气中除沥青烟、二氧化硫外、经检测烟气中苯并[a]芘的排放浓度为25.5×10-3mg/m3，据测言，1克煤燃烧可产生63~136毫克的苯并[a]芘。排放到空气中的多环碳氢化合物与含氮杂环碳氧化合物中苯并[a]芘含量最多，致癌性也最强，因此一般都用苯并[a]芘的含量作为大气污染程度的一个指标，是环境保护工作主要监测项目之一。空气中的苯并[a]芘不仅能被人体直接吸入，还能污染土壤、农作物、水及食品，间接危害人类健康。苯并[a]芘已被全世界公认为是三大强致癌物质之一（另外两种是黄曲雷毒素和亚硝胺）。
苯并[a]芘又称3,4-苯并[a]芘，英文名称为Benzo(a)pyrene；3,4-Benzypyrene。它是由5个苯环构成多环芳烃，分子式为C20H12，分子量为252.32。常温下苯并[a]芘为浅黄色晶状固体，可分为单斜晶或斜方晶。熔点：179℃；沸点：495℃；相对密度(水=1)：1.35；蒸气压：0.665×10-19 kPa/25℃。
10年前，我国颁布的大气污染物综合排放标准（GB16297—1996）中对苯并[a]芘的排放作出了明确规定：最高允许排放浓度为0.30×10-3 mg/m3，最高允许排放速度为二级0.05×10-3~1.1×10-3 kg/h，三级0.080×10-3~1.7×10-3 kg/h，无组织排放监控浓度值为0.008μg/m3。
2.苯并[a]芘裂解思路
苯并[a]芘的沸点低,只有495℃,晶粒很小,直径约为μm级,遇高温后即可裂解,且裂解时间很短,约为十分之一秒级。
高温＞600℃
C20H12+18O2 10CO+10CO2+6H2O
这样，在高温下，苯并[a]芘可裂解为一氧化碳、二氧化碳和水。
电捕焦油器
烟气通道
脱硫除尘净化塔
烟气通道
某碳素生产厂六万吨碳素阳极焙烧炉苯并[a]芘裂解方案：
引风机
苯并芘高温
裂解专用炉
烟囱
焙烧阳极窑炉烟气出口
即在引风机与烟囱之间加装一台苯并[a]芘高温裂解炉，将苯并[a]芘在燃油燃烧产生的高温下加以裂解。
3.用于苯并[a]芘高效高温裂解的专用油炉
油炉主要技术参数：炉膛温度为700±50℃；燃料为0号轻柴油；轻油发热量为4×104kJ/kg；嘴前轻油压力为1.5-3.0kg/cm2；嘴前空气压力为7KPa；烟气量为2800m3/h；每次通气量为8×104m3/h；炉膛工作尺寸 （略）。
苯并[a]芘高温裂解箱式燃油炉的构成：
炉壳、炉衬、燃烧器（含一台储油罐）、风机及管道、排气通道、电气控制装置及相应的辅助装置。
其中炉壳是由钢立柱及钢板组成的炉体外框架。内砌粘土砖和保温材料作的炉衬，炉顶用粘土砖砌成拱形，炉口两端有排气口。
燃烧器采用3套专用低压油烧嘴（其中一套为备用）安装在炉子一侧。这种专用烧嘴是一种有焰烧嘴，所需燃油压力要求低，油量和空气量自动地按比例进行调节，燃烧性能好，节能效果显著。烧嘴空气通道内设有涡流导向片，使空气产生切向分速度，在旋转前进的情况下和油雾相遇，强化了空气与燃油的混合过程，因而混合条件好，火焰喷出速度快。必要时可开启备用油嘴。
烧嘴由离心式风机供风，风经过空气
管道输送至每个烧嘴里助燃，每个烧嘴风口前装有调节蝶阀，以便调节火焰的长短。炉膛内温度可达1300℃，热量由炉衬吸收约10%，其余全部由烟气吸收，作苯并[a]芘裂解之用，效率高。
排气通道位于炉口两端，烟气从一端进入，在炉内加热裂解后从另一端排到烟囱内。
电气控制装置包括炉温显示，风机及油泵的启动等。
4.苯并[a]芘高温裂解带来的积极影响
(1)环境效益
苯并[a]芘经高温裂解后，排放到空气中的浓度达到了GB16297-1996的标准，改善了空气质量，并从根本上避免了苯并[a]芘对与人类相关的土壤、农作物、水及食品的间接危害。空气环境的改善还可带动一个地区的投资环境，从而产生综合效益。
(2)社会效益
苯并[a]芘的达标，使空气得到了净化，有利于增进人类的身体健康，增强全民体质。
(3)企业经济效益
某企业因苯并[a]芘的排放超标，每年上缴排放费为198万元，苯并[a]芘排放达标后，应上缴的排放费为57万元，每年节约排放费为141万元，给企业带来了直接的经济效益。
来源：沈阳洲际直投
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