磷矿石：我烧完了，排出去的气到底干不干净？在线等，挺急的

引言

磷酸与硝酸、硫酸同为化肥的主要原料，同时在食品工业中亦作为防腐剂和酸味剂使用。生产磷酸所需的元素磷可通过从天然磷矿岩沉积物中提取获得，其工艺流程包括开采磷矿岩并经复杂处理步骤。其中关键环节是磷矿石的热处理工序，由于干燥过程中会产生污染性气体与粉尘，该工序需实施连续排放监测。今天我们就来聊聊磷矿石干燥与煅烧过程中气态污染物的测量方案。

磷矿是生产磷酸的基础原料，磷酸可进一步用于生产过磷酸钙或磷铵类肥料——即磷酸一铵（MAP）和磷酸二铵（DAP）。为使原料适于后续化学反应，需将磷矿加工成粒度均匀的磷矿颗粒。为此需实施多种处理工艺。热处理的常规预备流程旨在去除杂质，包括破碎、研磨、分级筛选及浮选（视磷矿石纯度与成分而定）。磷矿石热处理的目标是获得干燥矿石，其中有机化合物已被清除、分解，并额外去除氟元素。不同工厂的加热温度、加热时长及设备配置可能存在差异，且高度取决于处理目标及前期工序。

该工艺中，颗粒状磷矿进入加热至约750°C的回转窑末端，经旋转输送进入收集室后送至储存区，该温度足以去除岩石中的大部分有机成分。废气经过滤器处理后，通过烟囱排放至大气。

磷矿石干燥厂工艺流程示意图，该图展示了从燃烧室、磨碎磷矿石的输送单元直至烟囱气体出口的完整工艺单元。

来自Endress+Hauser的GM32和GM35原位式分析仪，用于持续监测磷矿石干燥过程的排放物。测量点位于颗粒过滤器后方的烟囱处，研磨磷矿石投入工艺后会产生相对较高的粉尘浓度，尽管颗粒过滤器能拦截大部分粉尘，但其仍需定期维护。当袋式过滤器失效时，烟囱处的粉尘负荷将显著增加。极端情况下，烟囱壁面甚至烟囱本体上可能形成粉尘结块。

常用磷矿石干燥装置采用燃气加热炉和重油加热炉。燃料类型影响粉尘特性：燃气产生的粉尘细腻轻盈，重油产生的粉尘则呈粘稠状。

本应用场景的测量范围为：

烟囱内的正常温度为80-90°C 

解决方案

本次测量选用 Endress+Hauser 原位式分析仪GM32（NO、NO₂、SO₂）和GM35（CO、CO₂）。该系列分析仪通过内部自检功能，可在不改变气体成分且无漂移的情况下直接在气流中进行测量。

鉴于烟囱内偶发性高粉尘浓度，采用高粉尘工况专用原位解决方案：气体渗透探头(GPP)。该探头在测量通道外包裹陶瓷微孔滤网，有效阻隔粉尘并仅允许气体通过。探头内部实现纯净测量环境，其优势在于即使在高粉尘环境中仍可设置长测量通道，从而确保高测量精度。

具体应用优势

• Endress+Hauser的GM32和GM35原位式分析仪专为恶劣多尘的工艺环境设计

• 借助这些分析仪，客户可实现排放物的连续监测，从而利用测量数据优化工艺流程，有效避免环境污染

• 气体渗透探头（GPP）陶瓷滤芯能阻隔粉尘进入测量通道，确保高精度测量。即使在极高粉尘负荷下仍可进行测量。

• 采用在线分析仪可减少因维护导致的停机时间，降低成本。

• 日常操作无需复杂冗长的设备培训，其操作简便且结构坚固，可适应烟囱内外严苛的工艺环境。

GM32

直接快速测量腐蚀性气体

GM32 原位式多组分气体分析仪测量 SO₂、NO、NO₂ 和 NH₃ 成分，包括气体管道中的温度和压力。直接、快速且无需气体取样和运输，这意味着控制系统能够实时处理实际值。由于自检测功能，测量值是可靠的。如果出现偏差，应显示早期警告。对于 SO₂ 和 NO 的排放测量，GM32 根据欧洲标准 EN 15267-3 进行了适用性测试。 此外，还提供了具有全面安全功能和复杂系统技术的 ATEX 防爆型。 

GM35

燃烧和干燥过程的有效控制

GM35 气体分析仪可以单独或同时测量 CO ，H₂O 和 CO 浓度以及温度和压力，测量过程快速，简单，经济。GM35 的原位测量技术直接在烟道中测量气体组分，无需气体取样系统。该分析仪为 CO 和 CO₂ 生成过程的有效控制提供了高可靠性、高准确性和极快响应的测量数据。