流化催化裂化裝置濕法脫硫煙氣中顆粒物現(xiàn)場監(jiān)測的問題分析、對策及優(yōu)化建議

李 磊,李 欣,金 平,劉忠生,韓天竹

(中國石化 大連石油化工研究院,遼寧 大連 116045)

流化催化裂化（FCC）裝置是石油煉制工業(yè)中重要的二次加工裝置，是目前煉油廠中重油輕質(zhì)化的核心裝置。FCC催化劑燒焦再生時產(chǎn)生的煙氣即FCC再生煙氣。FCC再生煙氣的排放量較大，3.5 Mt/a FCC裝置的再生煙氣排放量高達500 000 Nm3/h［1］，再生煙氣中催化劑粉塵（顆粒物）的質(zhì)量濃度為150~300 mg/m3，再生器內(nèi)旋風分離器出現(xiàn)異常導致催化劑“跑劑”時顆粒物的質(zhì)量濃度可達到30 000 mg/m3［2］。因此，F(xiàn)CC再生煙氣是煉化行業(yè)最主要的顆粒物排放源，排放的顆粒物占全廠顆粒物排放量的60%~70%。顆粒物中除了硅鋁催化劑細粉以外，還有原料油中的鎳和釩等重金屬沉積其上，隨顆粒物一起排放到大氣中［1］。因此，顆粒物成為FCC再生煙氣的大氣污染物主要控制項目之一。

國內(nèi)FCC再生煙氣執(zhí)行《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》（GB 31570—2015）［3］。該標準規(guī)定煙氣中顆粒物排放質(zhì)量濃度不高于50 mg/m3，重點控制區(qū)不高于30 mg/m3。山東省出臺《區(qū)域性大氣污染物綜合排放標準》（DB 37/2376—2019）［4］，規(guī)定核心控制區(qū)、重點控制區(qū)和一般控制區(qū)的大氣污染物中顆粒物排放質(zhì)量濃度限值分別為5，10，20 mg/m3。

目前，國外FCC再生煙氣顆粒物控制技術(shù)主要采用多級旋風除塵器、靜電除塵器、反吹式陶瓷或燒結(jié)金屬過濾器和濕法洗滌器［1，5］。國內(nèi)主要采用多級旋風除塵器、濕法除塵脫硫一體化技術(shù)、濕式靜電除塵器、布袋除塵器及相變凝聚除塵技術(shù)，其中濕法除塵脫硫一體化技術(shù)應用最為廣泛［6-7］。FCC再生煙氣經(jīng)濕法除塵脫硫裝置后的外排煙氣（FCC凈化煙氣）中顆粒物含量可以滿足現(xiàn)行排放標準的要求，但部分裝置卻存在FCC凈化煙氣中顆粒物濃度現(xiàn)場監(jiān)測（手工采樣）數(shù)據(jù)高于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的問題，甚至個別裝置出現(xiàn)了在線監(jiān)測數(shù)據(jù)合格、現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)超標的問題。

本文針對上述問題進行原因分析，提出針對性的顆粒物現(xiàn)場監(jiān)測對策，并結(jié)合現(xiàn)有FCC再生煙氣濕法除塵脫硫工藝提出相應的裝置優(yōu)化建議。

1 煙氣顆粒物的定義及分類

美國環(huán)保署將污染源排放的一次顆粒物（Primary/Direct particulate matter，PM）分為可過濾顆粒物（Filterable particulate matter，F(xiàn)PM）和可凝結(jié)顆粒物（Condensable particulate matter，CPM）［8］。FPM的定義為：由污染源直接排放的，在煙道和排放狀態(tài)下為固態(tài)或液態(tài)，可以在煙道采樣過程中被過濾捕獲的顆粒物［8-9］。CPM的定義為：在煙道內(nèi)為氣態(tài)，離開煙道后在環(huán)境空氣的冷凝和稀釋作用下迅速形成液態(tài)或固態(tài)的顆粒物［8-9］。所有的CPM被認為屬于PM2.5［8-9］。《美國環(huán)保署 方法202 固定污染源廢氣中可凝結(jié)顆粒物的測定 干式?jīng)_擊法》（《US EPA 方法202》）［9］規(guī)定，煙氣溫度超過30 ℃時，必須先采用《美國環(huán)保署 方法5 固定污染源廢氣中顆粒物的測定》（《US EPA方法5》）［10］、《美國環(huán)保署 方法17 固定污染源廢氣中顆粒物的測定》（《US EPA方法17》）［11］或《美國環(huán)保署 方法201A 固定污染源廢氣中PM10和PM2.5的測定 等速采樣法》（《US EPA方法201A》）［8］捕集煙氣中的FPM，再采用該方法捕集煙氣中的CPM。其中，《US EPA方法5》、《US EPA方法17》和《US EPA方法201A》所采用過濾介質(zhì)的精度要求為對直徑0.3 μm的鄰苯二甲酸二辛酯顆粒捕集率至少為99.95%，即《US EPA 方法202》將煙氣中直徑大于等于0.3 μm的顆粒物視為FPM，將直徑小于0.3 μm的顆粒物均視為CPM。

我國的《固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 397—2007）［12］、《固定污染源排氣中顆粒物和氣態(tài)污染物采樣方法》（GB/T 16157—1996）［13］及《固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 重量法》（HJ 836—2017）［14］中對顆粒物的定義為：燃料和其他物質(zhì)在燃燒、合成、分解以及各種物料在機械處理中所產(chǎn)生的懸浮于排放氣體中的固體和液體顆粒狀物質(zhì)。由該定義可知，我國對固定污染源廢氣監(jiān)測的顆粒物僅為其中的FPM，不包括CPM。

2 煙氣顆粒物監(jiān)測標準及方法

煙氣顆粒物濃度測定方法主要為在線連續(xù)監(jiān)測和現(xiàn)場監(jiān)測。在線連續(xù)監(jiān)測即采用煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）對外排煙氣污染物進行連續(xù)、實時的在線自動監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)和信息傳送至環(huán)保主管部門。現(xiàn)場監(jiān)測是根據(jù)國家標準采用參比方法對煙氣中的顆粒物濃度進行手工采樣檢測，用于與CEMS測定結(jié)果相比較，并根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)對CEMS進行校準。目前，國內(nèi)濕法除塵脫硫裝置顆粒物濃度的CEMS測定主要采用光散射法，測定得到的顆粒物質(zhì)量濃度只是廢氣中固體微粒的質(zhì)量濃度，即FPM的質(zhì)量濃度［15-16］。

《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》（HJ 76—2017）［17］中規(guī)定，CEMS顆粒物監(jiān)測的參比方法為重量法，用于顆粒物現(xiàn)場手工采樣監(jiān)測的重量法標準為GB/T 16157—1996和HJ 836—2017。GB/T 16157—1996形成于20世紀90年代。當時固定污染源排放的煙氣具有溫度較高（>100 ℃）、顆粒物質(zhì)量濃度較高（>50 mg/m3）、顆粒物粒徑大、濕度低等特點，因而能得到較好的監(jiān)測結(jié)果。隨著環(huán)境監(jiān)管力度的增加和排放標準的日趨嚴格，濕法脫硫技術(shù)得到大規(guī)模推廣應用，外排廢氣呈現(xiàn)顆粒物濃度低、粒徑小及煙氣濕度高、溫度低等特點，GB/T 16157—1996已無法適應低濃度顆粒物的監(jiān)測，因此環(huán)境保護部制定HJ 836—2017并發(fā)布GB/T 16157—1996 修改單，以解決顆粒物監(jiān)測方法兩標準適用范圍部分交叉的問題。兩個標準的對比如表1所示。

表1 固定污染源廢氣中顆粒物現(xiàn)場監(jiān)測標準對比

由表1可見，GB/T 16157—1996（濾筒法）和HJ 836—2017（濾膜法）兩個標準中規(guī)定的顆粒物現(xiàn)場手工采樣監(jiān)測方法相似，都是僅僅測定固定污染源煙氣中可過濾顆粒物的質(zhì)量濃度。濾膜法適用于低濃度顆粒物監(jiān)測，其過濾精度（對顆粒物截留率）高于濾筒法，且比濾筒法在采樣過程和分析過程等方面更加復雜、更加嚴格。GB 31570—2015規(guī)定重點控制區(qū)的顆粒物質(zhì)量濃度控制指標為不高于30 mg/m3，因而主要采用濾膜法進行現(xiàn)場監(jiān)測；普通地區(qū)的控制指標為不高于50 mg/m3，煙氣中顆粒物質(zhì)量濃度大于20 mg/m3且不超過50 mg/m3時，濾筒法和濾膜法同時適用。剛玉濾筒硬度高、強度大、耐高溫性能良好，但由于價格昂貴，實際應用較少，采用濾筒法進行現(xiàn)場監(jiān)測時主要選用玻璃纖維濾筒；石英濾膜具有良好的重量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，應用場景廣泛，普遍被各地環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)所采用。因而，目前對煙氣顆粒物進行現(xiàn)場手工采樣監(jiān)測時主要采用玻璃纖維濾筒和石英濾膜。

3 FCC凈化煙氣顆粒物現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)高于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的原因分析

濕法脫硫后的煙氣均為飽和或過飽和濕煙氣，煙氣中含有未脫凈的霧滴。采用濾筒法進行顆粒物現(xiàn)場監(jiān)測時，由于采樣管不設加熱裝置，在采樣過程中玻璃纖維濾筒會逐漸被霧滴浸潤，透氣性變差，導致采樣阻力增加；而玻璃纖維濾筒的硬度和強度不足，現(xiàn)場監(jiān)測過程中經(jīng)常出現(xiàn)濾筒破裂導致采樣失敗或濾筒粘連在采樣管內(nèi)壁上難以完整取下的狀況。因而濾筒法在濕法脫硫煙氣現(xiàn)場監(jiān)測中應用已越來越少。研究表明，采用玻璃纖維濾筒進行現(xiàn)場手工采樣監(jiān)測時，現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)高于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的原因主要有兩個：1）濾筒吸收煙氣中攜帶的霧滴，霧滴中含有可溶性鹽，采樣完畢后玻璃纖維濾筒經(jīng)烘箱烘烤后水分蒸發(fā)，可溶性鹽留在濾筒中，增大了濾筒的稱重值［18-19］。2）濾筒被霧滴潤濕后，除了捕集標準要求的可過濾顆粒物以外，還將煙氣中的（NH4）2SO4-NH4HSO4氣溶膠捕集下來，采樣后處理時的烘烤溫度低于（NH4）2SO4和NH4HSO4的分解溫度，因而（NH4）2SO4和NH4HSO4以晶體顆粒的形式留在濾筒中，增大了濾筒的稱重值，造成顆粒物現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)高于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的情況［16］。

在采用濾膜法對FCC凈化煙氣進行顆粒物現(xiàn)場監(jiān)測時發(fā)現(xiàn)，當采樣管加熱溫度設定為110 ℃時，采樣過程中會出現(xiàn)采樣管加熱后的煙氣溫度低于水蒸氣冷凝溫度（~100 ℃）的狀況。原因在于煙氣中霧滴含量較高，加熱器的加熱功率不足以將進入采樣管的霧滴完全蒸發(fā)，因而煙氣經(jīng)采樣管加熱后的溫度無法達到設定溫度。石英濾膜具有吸水性［20］，在采樣過程中會逐漸被煙氣中夾帶的霧滴潤濕，當濾膜被潤濕后透氣性變差，會將煙氣中直徑小于其過濾精度（0.3 μm）的粒子捕集下來，《US EPA 方法202》將煙氣中直徑小于0.3 μm的顆粒物均視為可凝結(jié)顆粒物，即石英濾膜被潤濕后除了捕集FPM以外，還會捕集未納入環(huán)保監(jiān)測范圍的CPM，而在線監(jiān)測僅僅測量煙氣中FPM的質(zhì)量濃度，因而出現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)高于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。

根據(jù)文獻報道，SO42-為濕法脫硫外排煙氣中CPM的主要特征離子［21-23］。為驗證潤濕后的石英濾膜對FCC凈化煙氣中CPM的捕集作用，進行驗證實驗如下：按照HJ 836—2017對某FCC再生煙氣濕法除塵脫硫裝置（采用NaOH溶液作為脫硫劑）的外排煙氣進行現(xiàn)場手工采樣監(jiān)測，采用嶗應3012H-D型便攜式大流量低濃度煙塵自動測試儀（青島嶗應環(huán)境科技有限公司），采樣過程中全程關(guān)閉采樣管的加熱功能并盡量延長采樣時間以確保濾膜被充分潤濕，在同一監(jiān)測點取3個平行樣，稱量后將采樣管拆開，取出3個濾膜剪碎后置于同一容量瓶中，用去離子水清洗前彎管及不銹鋼托網(wǎng)等采樣管部件，清洗液置于容量瓶中，用去離子水定容至100 mL后靜置24 h，經(jīng)0.45 μm濾紙過濾后采用《水質(zhì) 硫酸鹽的測定 重量法》（GB 11899—1989）［24］測定溶液中硫酸根離子的含量；保持其他采樣條件不變，開啟采樣管加熱功能，在同一監(jiān)測點采集一組樣品，測定其顆粒物含量，結(jié)果如表2所示。

由表2可見，在開啟采樣管加熱功能的條件下煙氣中顆粒物質(zhì)量濃度的現(xiàn)場監(jiān)測值為32.67 mg/m3，但在關(guān)閉采樣管加熱功能的情況下煙氣中顆粒物質(zhì)量濃度的現(xiàn)場監(jiān)測平均值高達86.90 mg/m3，表明濾膜被潤濕后可有效捕集直徑小于濾膜孔徑（0.3 μm）的污染物，而《US EPA 方法202》將煙氣中直徑0.3 μm以下的顆粒物均視為CPM，即濾膜被潤濕后可有效捕集煙氣中的CPM，造成采用石英濾膜進行顆粒物現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)高于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的情況。

經(jīng)過105~110 ℃烘烤1 h的后處理后，濾膜中含有的亞硫酸鹽均被氧化成硫酸鹽。由表2可見，采用去離子水浸泡清洗濾膜，清洗液中的硫酸根質(zhì)量濃度高達1.74×103mg/L，濾膜樣品中硫酸根占顆粒物的質(zhì)量分數(shù)高達63.9%?，F(xiàn)有研究表明，采用NaOH溶液作為脫硫劑的濕法脫硫煙氣中陽離子組分主要為Na+和NH4+［25］，即濾膜被潤濕后捕集的主要為Na2SO3、Na2SO4等可溶性鹽及銨鹽氣溶膠、SO3氣溶膠等CPM組分，主要來源于煙氣中攜帶的霧滴、急冷降溫段形成的鹽霧氣溶膠和SO3氣溶膠、SCR脫硝單元的逃逸氨形成的銨鹽氣溶膠。

4 FCC凈化煙氣顆粒物現(xiàn)場監(jiān)測對策及裝置優(yōu)化建議

4.1 現(xiàn)場監(jiān)測對策

4.1.1 采用濾膜法

由于采用濾筒法進行現(xiàn)場監(jiān)測時采樣管不設加熱裝置，在采樣過程中玻璃纖維濾筒會吸水，造成現(xiàn)場手工采樣監(jiān)測數(shù)據(jù)高于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)。FCC再生煙氣的排放執(zhí)行國家標準GB 31570—2015，煙氣中顆粒物排放質(zhì)量濃度不高于50（或30）mg/m3，滿足濾膜法的適用范圍，因而建議采用濾膜法對FCC凈化煙氣進行現(xiàn)場手工采樣監(jiān)測。

4.1.2 選取疏水性的濾膜

聚四氟乙烯濾膜吸水量較少，但壓損較大［20］。在采樣儀器能滿足壓損要求時，優(yōu)先選取疏水性聚四氟乙烯濾膜進行FCC凈化煙氣的現(xiàn)場手工采樣，以降低煙氣中霧滴對現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果的影響。

4.1.3 對采樣管進行預熱

采樣開始前應先開啟采樣管的加熱功能，將采樣管加熱至110 ℃后再放入煙道中采樣，以避免煙氣中水蒸氣在采樣管內(nèi)表面驟然冷凝形成水珠。

4.1.4 采樣過程中保證煙氣溫度高于水蒸氣冷凝溫度

采樣過程中，若采樣頭固定裝置處的煙氣溫度低于水蒸氣冷凝溫度（~100 ℃），則應暫停取樣，將采樣管從煙道中取出，待煙氣溫度升至110 ℃后再開始取樣，以避免濾膜吸水或在濾膜表面形成水滴對監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生影響。

表2 濾膜法現(xiàn)場監(jiān)測驗證實驗結(jié)果

4.2 裝置優(yōu)化建議

1）提高濕法煙氣脫硫系統(tǒng)除霧器的除霧效率，對變徑段及煙囪進行保溫，降低煙氣中霧滴含量。

國內(nèi)工業(yè)應用的FCC再生煙氣濕法脫硫技術(shù)以EDV工藝、WGS工藝和雙循環(huán)湍沖文丘里技術(shù)為主［7］?，F(xiàn)場調(diào)研時發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)CC凈化煙氣中攜帶較多的霧滴，在煙囪周圍形成“落雨”現(xiàn)象。FCC凈化煙氣中霧滴的來源主要有兩個方面：一是濕法煙氣脫硫系統(tǒng)除霧器的除霧效果差，致使煙氣中霧滴含量較高，未脫除的霧滴被流速較快的煙氣夾帶排出煙囪；二是FCC再生煙氣濕法脫硫裝置的煙囪大多采用鋼煙囪且未采取保溫措施，煙氣流經(jīng)煙囪時由于溫度降低而在煙囪內(nèi)壁冷凝形成液滴，冷凝液被煙氣夾帶排出煙囪。

煉化行業(yè)尚未出臺針對濕法煙氣脫硫裝置除霧器的相關(guān)標準。電力行業(yè)出臺的《濕法煙氣脫硫裝置專用設備 除霧器》（JB/T 10989—2010）［26］要求：在除霧器第二級后煙氣中測得的霧滴攜帶量應小于75 mg/m3。中國石化大連石油化工研究院開發(fā)了一種新型靜態(tài)除霧器——多效遞增除霧器，實現(xiàn)外排煙氣霧滴含量小于20 mg/m3，遠低于JB/T 10989—2010的要求。該技術(shù)自2016年以來已先后在中海油氣（泰州）石化有限公司催化裝置及中國石化廣州分公司重油催化裂化裝置和蠟油催化裂化裝置、洛陽分公司2#催化裝置的煙氣除塵脫硫單元上進行了工業(yè)應用，并通過中國石化科技部組織的技術(shù)鑒定。

建議具備條件的企業(yè)將現(xiàn)有除霧器更換為除霧效果更好的除霧器，提高FCC凈化煙氣濕法煙氣脫硫裝置的除霧效率；不具備除霧器更換條件的企業(yè)，建議調(diào)整裝置操作負荷，使通過除霧器的煙氣流速在其最佳流速范圍內(nèi)，以保證除霧器的除霧效率。采用濕式靜電除霧器的企業(yè)，建議適當提高濕式靜電除霧器的檔位，以提高其除塵、除霧效率及對可凝結(jié)顆粒物的脫除率。

建議對FCC濕法除塵脫硫裝置除霧器上方的變徑段及煙囪進行保溫，以降低煙氣流經(jīng)變徑段及煙囪時冷凝液的生成量，從而降低外排煙氣中的霧滴含量。同時，由于FCC凈化煙氣中含有SO3氣溶膠，變徑段及煙囪處生成的冷凝液呈強酸性（pH為2~6）［27］，冷凝液生成量的減少還可以緩解脫硫塔變徑段及煙囪的腐蝕問題。

2）降低進入除塵脫硫裝置的煙氣溫度，采用可溶性鹽含量較低的介質(zhì)進行急冷降溫或降低急冷循環(huán)液的鹽濃度，減少鹽霧氣溶膠的生成量。

FCC濕法除塵脫硫裝置入口的煙氣溫度一般為180~230 ℃，當鍋爐出現(xiàn)故障時煙氣溫度更高。高溫煙氣進入濕法除塵脫硫裝置的急冷降溫段后，與霧化噴淋的急冷循環(huán)液接觸進行急冷降溫，急冷循環(huán)液中的水分迅速蒸發(fā)，導致急冷循環(huán)液中的Na2SO3、Na2SO4等可溶性鹽析出形成晶體顆粒。大部分的晶體顆粒經(jīng)后續(xù)脫硫洗滌段、除霧器被脫除，少量晶體顆粒吸濕后以鹽霧氣溶膠的形式進入外排煙氣中。

采用Aspen Plus軟件對煙氣脫硫過程進行模擬計算，F(xiàn)CC再生煙氣量按照200 000 Nm3/h計算，煙氣組成（x）按照N273.74%，CO213.48%，H2O 9.73%，O23.05%計算，急冷循環(huán)液中可溶性鹽按照Na2SO3計算，不同急冷循環(huán)液鹽濃度（w，%）條件下煙氣溫度對可溶性鹽晶體析出量（kg/h）的影響如圖1所示。

圖1 煙氣溫度對可溶性鹽晶體析出量的影響

由圖1可以看出：在急冷循環(huán)液鹽濃度相同的情況下，可溶性鹽晶體析出量與煙氣溫度呈線性關(guān)系，煙氣溫度越低可溶性鹽晶體析出量越少，煙氣溫度由230 ℃降低至150 ℃時，可溶性鹽晶體析出量降低45.2%，因而降低進入濕法除塵脫硫裝置的煙氣溫度可有效降低煙氣急冷降溫過程中的可溶性鹽晶體析出量，進而降低鹽霧氣溶膠的生成量；在煙氣溫度相同的情況下，急冷循環(huán)液鹽濃度越高則經(jīng)急冷降溫后可溶性鹽晶體析出量越大，因而采用可溶性鹽含量較低的介質(zhì)（例如新鮮水、除鹽水等）進行急冷降溫或降低急冷循環(huán)液的鹽濃度均可有效降低可溶性鹽晶體析出量，進而降低鹽霧氣溶膠的生成量。

FCC再生煙氣經(jīng)鍋爐回收熱量后進入濕法除塵脫硫裝置，鍋爐出口的煙氣溫度受到煙氣露點的制約。煙氣露點即煙氣中含硫酸蒸汽開始凝結(jié)時的溫度。在FCC催化劑再生過程中，焦炭中的硫化物燃燒生成SO2，在高溫和催化劑（助劑）中Pt，V，F(xiàn)e等金屬的氧化物的作用下，一部分SO2被催化氧化生成SO3，SO3約占SOx總量的5%~10%［1，28-30］。SO3具有強吸濕性，當煙氣溫度低于200 ℃時，99%的SO3都將轉(zhuǎn)化為含硫酸蒸汽，如果排煙溫度低于含硫酸蒸汽的露點溫度，則含硫酸蒸汽會在低溫受熱面凝結(jié)，引起該處受熱面金屬的腐蝕，影響鍋爐的正常運行，因而FCC鍋爐出口煙氣溫度一般控制180 ℃以上。由此可見，若要降低FCC鍋爐出口煙氣溫度，則必須降低FCC再生煙氣中的SO3含量。目前，工業(yè)上主要通過催化原料加氫預處理［28-29］、優(yōu)化催化裂化再生條件［28，30］、使用硫轉(zhuǎn)移劑［28-31］等方式降低催化劑再生過程中SO3的生成量；通過優(yōu)化SCR脫硝催化劑配方降低SO2/SO3轉(zhuǎn)化率［28，30］等方式降低SCR脫硝過程中SO3的生成量。

急冷循環(huán)液鹽濃度主要取決于FCC再生煙氣中SO2的含量和脫除率及外排廢水量（或裝置補水量）。不同外排廢水量條件下，F(xiàn)CC再生煙氣中SO2質(zhì)量濃度對急冷循環(huán)液鹽濃度的影響見圖2。由圖2可見，在外排廢水量相同的情況下，煙氣中SO2含量越高，急冷循環(huán)液的鹽濃度越大；在煙氣中SO2含量相同的情況下，外排廢水量越大，急冷循環(huán)液的鹽濃度越小。FCC再生煙氣中的SO2質(zhì)量濃度一般為600~4 500 mg/m3［2］。對原料油進行加氫預處理可有效降低煙氣中SO2濃度，可使煙氣中硫質(zhì)量分數(shù)小于0.3%［32］。未加氫預處理和加氫預處理的FCC原料油中分別有15%~30%和10%~15%的硫轉(zhuǎn)移到焦炭中［33］。采用硫轉(zhuǎn)移劑［28-31］脫除煙氣中SOx的技術(shù)已較為成熟，可從源頭上回收SOx實現(xiàn)資源化利用，有效降低再生煙氣中的SOx濃度，進而降低急冷循環(huán)液中的鹽濃度。目前，國家尚未對外排廢水的鹽濃度做強制性要求，因而企業(yè)在日常運行過程中并不關(guān)注外排廢水的鹽濃度，部分裝置外排廢水鹽濃度超過13%［31］，帶來廢水外排管線結(jié)鹽堵塞問題［33］?？赏ㄟ^適當增加裝置補水量來增加外排廢水量，以降低急冷循環(huán)液的鹽濃度。

3）降低進入除塵脫硫裝置煙氣的氨濃度及SO3濃度，采用濕式靜電除塵（霧）器，降低外排煙氣中銨鹽氣溶膠及SO3氣溶膠的濃度。

煙氣中的氨來源于FCC催化劑再生過程中的不完全燃燒及SCR脫硝過程產(chǎn)生的逃逸氨。在焦炭燃燒過程中如果缺乏足夠的氧，則煙氣中的氮化物不能以NOx的形式釋放，而是以氨和氰化氫形式存在［34］。通過增加FCC催化劑再生過程中的氧濃度及采用脫硝助劑［35］可有效降低再生過程中氨氣的生成量。

目前SCR脫硝工藝的噴氨量控制存在滯后現(xiàn)象，煙氣流速、流向和溫度存在偏差［31］，氨氣無法完全參與脫硝反應，少量未參與反應的氨離開SCR裝置后形成逃逸氨［36］。逃逸氨會與煙氣中的SO3反應生成NH4HSO4和（NH4）2SO4，經(jīng)過濕法除塵脫硫裝置后，未被脫除的銨鹽以氣溶膠的形式進入外排煙氣中，造成顆粒物現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)高于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，并帶來煙氣拖尾問題。通過流場模擬計算和內(nèi)構(gòu)件優(yōu)化［2］、采用直插式儀表和噴氨自動控制系統(tǒng)［31］等措施可有效減少SCR脫硝過程產(chǎn)生的逃逸氨。對于濕法脫硫裝置排氣中的銨鹽氣溶膠，可通過安裝濕式靜電除塵（除霧）器進行脫除［37-38］。

現(xiàn)有濕法除塵脫硫裝置主要脫除SO2，對SO3氣溶膠的脫除效率較低。未被脫除的SO3氣溶膠隨煙氣排出煙囪，其粒徑與可見光波長接近，會對光線產(chǎn)生瑞利散射，使得外排煙氣形成有色煙羽（在陽光照射側(cè)呈藍色、在投射側(cè)呈黃褐色）［39］。目前，主要通過降低FCC再生煙氣中SO3生成量及煙氣濕法脫硫后使用濕式靜電除塵（除霧）器［28，30，39］來降低外排煙氣中SO3氣溶膠的濃度。

圖2 FCC再生煙氣中SO2質(zhì)量濃度對急冷循環(huán)液鹽濃度的影響

5 結(jié)論

a）采用濾筒法進行現(xiàn)場手工采樣監(jiān)測時，玻璃纖維濾筒被煙氣中攜帶的霧滴所潤濕，霧滴中的可溶性鹽、銨鹽氣溶膠均會造成顆粒物現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)高于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)；采用濾膜法進行顆粒物現(xiàn)場監(jiān)測時，石英濾膜吸水后可有效截留煙氣中尚未納入環(huán)保監(jiān)測范圍的Na2SO3、Na2SO4等可溶性鹽及銨鹽氣溶膠、SO3氣溶膠等CPM組分，造成顆粒物現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)高于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)。

b）對FCC凈化煙氣中的顆粒物進行現(xiàn)場手工采樣監(jiān)測時，建議采用濾膜法。在采樣儀器能滿足壓損要求時優(yōu)先選取疏水性聚四氟乙烯濾膜，對采樣管先預熱后采樣，并保證采樣過程中煙氣溫度高于水蒸氣冷凝溫度。

c）建議通過更換除霧器、調(diào)整裝置操作負荷、提高濕式靜電除霧器檔位來提高除霧器的除霧效率，通過對塔體的變徑段及煙囪進行保溫來降低煙氣流經(jīng)該區(qū)域時冷凝液的生成量。

d）通過降低進入除塵脫硫裝置的煙氣溫度來降低煙氣急冷降溫過程中可溶性鹽晶體的析出量；通過采用可溶性鹽含量較低的介質(zhì)進行急冷降溫、采用硫轉(zhuǎn)移劑及增加補水量來降低急冷循環(huán)液的鹽濃度，可有效減少鹽霧氣溶膠生成量。

e）通過降低FCC催化劑再生過程中氨氣的生成量及SCR脫硝過程產(chǎn)生的逃逸氨、采用濕式靜電除塵（除霧）器，可有效降低外排煙氣中銨鹽氣溶膠的含量；通過降低FCC催化劑再生過程中SO3的生成量、使用濕式靜電除塵（除霧）器等措施，可有效降低外排煙氣中SO3氣溶膠的濃度。