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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konditionierung von Düngemittelgranulat. Düngemittelgranulat meint im Rahmen der Erfindung insbesondere Kalium-Düngemittelgranulat und besonders bevorzugt Kaliumsulfat-Düngemittelgranulat. Die Erfindung umfasst aber auch die Konditionierung von Kaliumchlorid-Düngemittelgranulat.
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Düngemittelgranulate, z.B. Kaliumsulfat-Düngemittelgranulate oder Kaliumchlorid-Düngemittelgranulate, werden z.B. durch Pressgranulierung (Kompaktierung) in Walzenpressen hergestellt. Dabei wird das Ausgangsmaterial (z.B. feinkörnige Salze) in Walzenpressen kompaktiert und folglich zu sogenannten Schülpen verpresst. Diese flächigen Schülpen werden anschließend zerkleinert (z.B. in Prallmühlen) und klassiert.
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Bei der Herstellung von Kaliumchlorid-Düngemittelgranulat wird das Ausgangsmaterial (z.B. Kaliumchloridsalze) in der Regel trocken und in warmem Zustand auf die Walzenpresse aufgegeben. Anschließend erfolgt eine Konditionierung, indem das Granulat mit Wasser befeuchtet wird und anschließend das befeuchtete Granulat mit einem Luftstrom beaufschlagt und dabei Ausnutzung der Eigenwärme des Granulates verfestigt wird. Auf diese Weise soll die Abriebfestigkeit verbessert werden, so dass unerwünschte Staubbildung bzw. Feinkornbildungen reduziert werden. Dazu wird z.B. in der
DD 136 956 vorgeschlagen, dass (Roh-)Granulat zunächst in der Wirbelschicht zu entstauben, dann mit Wasser zu benetzen und anschließend die Granulatoberfläche durch Rekristallisationsvorgänge bei Ausnutzung der Wärmkapazität des Granulates zu verfestigen. Das befeuchtete Granulat wird mit starken Luftströmen getrocknet und anschließend mit Luft gekühlt, wobei sowohl die Trocknung als auch die Kühlung in der Wirbelschicht erfolgen (vgl.
DD 136 956 ).
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Demgegenüber werden bei der Herstellung von Kaliumsulfat-Düngemitteln die Ausgangsmaterialien in der Praxis nicht trocken verpresst, sondern das feinkristalline Kaliumsulfat wird in der Regel unter Zugabe von Wasser in der Walzenpresse zu der Schülpe verpresst. Anschließend kann die Schülpe nach einer ersten Verfahrensvariante in einem Trockner getrocknet und anschließend granuliert werden. Eine Konditionierung des Granulates ist nicht vorgesehen. Das Granulat weist in diesem Fall eine geringe Endfeuchte auf, jedoch ist auch die Abriebfestigkeit gering. In einer zweiten Verfahrensvariante wird auf eine Trocknung der Schülpe vor der Granulierung verzichtet, so dass die feuchte Schülpe granuliert wird. Um die Qualität des Rohgranulates zu erhöhen, kann dieses nach der Granulierung durch Zugabe von Wasser befeuchtet werden. Das befeuchtete Granulat wird anschließend in großen Produktspeichern über mehrere Wochen gelagert, so dass die durch die Wasserzugabe angelöste Oberfläche des Granulates rekristallisiert und sich verfestigt. Auf diese Weise erhält man ein Endprodukt mit höherer Feuchte aber auch höherer Abriebfestigkeit.
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Die in der Praxis eingesetzten Verfahren zur Herstellung von Düngemittelgranulat, z.B. Kaliumsulfat-Düngemittelgranulat, haben sich in der Praxis grundsätzlich bewährt, sie sind jedoch verbesserungsfähig. – Hier setzt die Erfindung ein.
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Aus der
DE 28 10 640 A1 ist im Übrigen ein Verfahren zur Herstellung von gekörnten Produkten aus einem im Wesentlichen aus sulfatischen Kalium- oder Ammoniumsalzen bestehenden feinkörnigen Gutes mittels einer Hochdruck-Walzenpresse bekannt, wobei das zu verpressende Gut vor dem Eintrag in die Walzenpresse bei erhöhten Temperaturen mit Wasser bzw. Wasserdampf behandelt wird. Dadurch soll in dem zu verpressenden Gut ein Feuchtigkeitsgehalt von 0,5 bis 2,0 Gew.-% und eine Temperatur von 40°C bis 50°C eingestellt werden und die Temperatur des zu verpressenden Gutes während des gesamten Pressvorganges wird unter der Kondensationstemperatur von Wasserdampf gehalten. Das aus der Hochdruck-Walzenpresse, vorzugsweise mit einer Temperatur von 55 bis 95°C abgezogene Produkt besteht aus Schülpen, die anschließend vermahlen werden. Aus dem Mahlprodukt wird dann das Gutkorn, vorzugsweise mit einem mittleren Korndurchmesser von 1 mm bis 4 mm von dem Grob- und Feinkorn als Produkt abgetrennt und auf Raumtemperatur abgekühlt.
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Ferner beschreibt die
DE 39 18 523 A1 ein Verfahren zur Verhinderung einer Staubbildung beim Verladen oder Transportieren von Granulaten oder Pellets, insbesondere Düngemittelgranulaten, wobei solche Granulate durch Trockenpressgranulierung hergestellt werden, die Staubbildung beim Verladen oder Transportieren wird dabei durch den Einsatz eines Konditionierungsmittels verhindert, wobei ein flüssiges Gemisch (Staubbindungsgemisch) aus wenigstens zwei organischen Substanzen zugesetzt wird, die miteinander voll löslich sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem sich Düngemittelgranulat und insbesondere Kalium-Düngemittelgranulat, besonders bevorzugt Kaliumsulfat-Düngemittelgranulat mit geringem anlagentechnischen Aufwand und wirtschaftlich derart konditionieren lässt, dass ein lagerfähiges Produkt mit geringer Unterkorn- bzw. Feinstaubbildung zur Verfügung gestellt wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Konditionierung von Düngemittelgranulat, z.B. Kaliumsulfat-Düngemittelgranulat, wobei zunächst feuchtes, durch Granulieren einer aus einer Walzenpresse austretenden feuchten Schülpe hergestelltes Granulat zur Verfügung gestellt wird, wobei das Granulat mit z.B. Wasser befeuchtet wird und wobei anschließend das befeuchtete Granulat mit einem Luftstrom beaufschlagt und dabei entwrast und verfestigt wird. Feuchtes Granulat, welches aus der Schülpe hergestellt wird, meint im Rahmen der Erfindung bevorzugt ein Granulat mit einem Feuchtegehalt von 0,5 Gew.-% bis 2,0 Gew.-%. Erfindungsgemäß wird dieses bereits feuchte Granulat, jedoch (nochmals) unter Zugabe von Wasser befeuchtet, und zwar bevorzugt unter Zugabe von 0,5 Gew.-% bis 5,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 Gew.-% bis 3 Gew.-% Wasser, jeweils bezogen auf das Gewicht des Granulates. Das aus der Schülpe hergestellte Granulat weist dabei eine verhältnismäßig niedrige Temperatur auf, da das zuvor in die Presse aufgegebene Ausgangsmaterial nicht (aktiv) erwärmt wird und eine Erwärmung im Zuge des Pressgranulierens allenfalls (passiv) durch den Press- bzw. Granuliervorgang erfolgt.
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Die Erfindung geht dabei zunächst einmal von der Erkenntnis aus, dass es im Zuge der Herstellung von Düngemittelgranulat, z.B. Kaliumsulfat-Düngemittelgranulat nicht notwendig ist, die Schülpe vor der Granulierung zu trocknen, so dass erfindungsgemäß auf kostenaufwendige Trocknungsapparate verzichtet werden kann. Das durch die Pressgranulierung hergestellte Granulat steht folglich in feuchtem Zustand zur Verfügung. Erfindungsgemäß erfolgt dennoch eine (weitere) Befeuchtung durch die Zugabe von Wasser, um die Granulatoberfläche anzulösen. Anschließend erfolgt dann eine Kalthärtung der Granulatoberflächen durch Auskristallisation der gelösten Salze. Dieses wird erfindungsgemäß dadurch unterstützt und beschleunigt, dass das Granulat ohne Wärmezufuhr mit einem Luftstrom beaufschlagt und dabei verfestigt und folglich konditioniert wird. Durch diese Beaufschlagung mit Luft erfolgt eine Entwrasung ohne Trocknung durch Wärmezufuhr. Eine solche Beaufschlagung mit Luft und folglich Entwrasung kann bevorzugt in einer Wirbelschichtanlage erfolgen, und zwar besonders bevorzugt mit verhältnismäßig hohen Luftströmen. So wird das befeuchtete Granulat bevorzugt in der Luftmenge von zumindest 100 m3 besonders, bevorzugt zumindest 300 m3, z.B. zumindest 600 m3 pro Tonne Granulat entwrast. Dabei wird auch mit verhältnismäßig geringen Lufttemperaturen gearbeitet, so dass insbesondere auf eine Trocknung mit Heißluft verzichtet wird, sondern bevorzugt wird Luft bei Raumtemperatur verwendet, so dass auf aufwendige Brenner bzw. Brennerstufen zur Erwärmung der Luft verzichtet werden kann. Lediglich dann, wenn eine solche Anlage in extrem kalter Umgebung betrieben und folglich Luft mit sehr niedrigen Temperaturen (z.B. in der Nähe des Gefrierpunktes oder darunter) gezogen werden muss, kann im Rahmen der Erfindung eine geringfügige Vorwärmung der Luft zweckmäßig sein, ohne dass dabei jedoch Temperaturen von 45°C überschritten werden. Eine Anlage arbeitet dann folglich energetisch und anlagentechnisch sehr günstig. Besonders bevorzugt weist die Luft, mit der das befeuchtete Granulat beaufschlagt und folglich entwrast wird, eine Temperatur von bis zu 35°C auf. Die Luftmenge kann in Abhängigkeit von der Lufttemperatur und der Luftfeuchtigkeit gewählt werden.
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Die erfindungsgemäße Konditionierung des Granulates, z.B. in einem Wirbelschichtapparat ohne Wärmezufuhr, führt dazu, dass sich die Abriebfestigkeit gegenüber herkömmlichen Verfahren, bei denen das (befeuchtete) Granulat in großen Produktspeichern über mehrere Wochen gelagert wird, um 30 % bis 50 %. Außerdem lassen sich die gegebenenfalls noch erforderlichen Lagerzeiten zum Erreichen einer verkaufsfähigen Feuchte von ≤ 0,5 Gew.-% stark reduzieren und dementsprechend verringern sich auch erforderliche Lagerkapazitäten.
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Gegenstand der Erfindung ist nicht nur das beschriebene Verfahren zur Konditionierung, sondern auch ein Verfahren zum Herstellen von Düngemittelgranulat, z.B. Kalium-Düngemittelgranulat, besonders bevorzugt Kaliumsulfat-Düngemittelgranulat. Im Rahmen dieses Herstellungsverfahrens wird
- – Ausgangsmaterial, z.B. feinkörniges Kaliumsalz, unter Zugabe von z.B. Wasser befeuchtet,
- – das befeuchtete Ausgangsmaterial in einer Walzenpresse zu einer Schülpe kompaktiert und
- – die Schülpe unter Bildung von Granulat zerkleinert (d.h. granuliert) und gegebenenfalls klassiert.
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Anschließend wird das Granulat dann in der beschriebenen Weise konditioniert, d.h., das Granulat wird mit Wasser befeuchtet und das befeuchtete Granulat wird anschließend mit einem Luftstrom beaufschlagt und dabei verfestigt.
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Bevorzugt wird das Ausgangsmaterial vor dem Kompaktieren nicht erwärmt, so dass es bevorzugt Temperaturen von unter 40°C aufweist. Im Zuge der Pressgranulierung, d.h. der Kompaktierung einerseits und der Granulierung andererseits, erfolgt ebenfalls keine (aktive) Erwärmung des Materials, sondern es kommt allenfalls zu einer (passiven) Erwärmung durch den Pressvorgang und/oder den Granuliervorgang. Das Ausgangsmaterial wird bevorzugt unter Zugabe von Wasser in einer Menge von 0,5 Gew.-% bis 2 Gew.-%, z.B. 0,5 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf die Masse des Ausgangsmaterials, befeuchtet. Die durch die Kompaktierung entstehende Schülpe wird besonders bevorzugt in feuchtem Zustand ohne vorherige Trocknung zerkleinert, so dass feuchtes Granulat zur Verfügung gestellt wird, welches dann im Rahmen der Konditionierung (zusätzlich) in der beschriebenen Weise befeuchtet wird. Grundsätzlich umfasst die Erfindung aber auch Herstellungsverfahren, bei denen die Schülpe optional vor dem Granulieren getrocknet wird.
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Je nach Bedarf wird das (konditionierte) Granulat in einem Speicher, z.B. einer Lagerhalle, an Luft über einen vorgegebenen Zeitraum gelagert. Erfindungsgemäß lässt sich dieser Zeitraum gegenüber den bekannten Verfahren deutlich reduzierten, so dass auch die Lagerkapazitäten insgesamt reduziert werden.
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Das Ausgangsmaterial wird bevorzugt unmittelbar vor der Aufgabe auf die Walzenpresse befeuchtet, und zwar z.B. in einem Mischer, z.B. einem Trommelmischer oder einem Zwei-Wellen-Mischer.
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Für die Befeuchtung des durch das Pressgranulieren hergestellten Granulates wird bevorzugt ebenfalls ein Mischer, z.B. Trommelmischer eingesetzt. Eine solche Mischung in der Trommel kann gleichzeitig für eine Abrundung der Partikel sorgen. Die Erfindung hat jedoch in bevorzugter Weiterbildung erkannt, dass eine Befeuchtung in einer Trommel nicht zwingend erforderlich ist, sondern dass z.B. auch die Befeuchtung in einem Wellenmischer, z.B. einem Zweiwellenmischer erfolgen kann. Auf diese Weise lässt sich der Anlagenaufwand weiter reduzieren.
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Besonders bevorzugt wird der Wassergehalt des Granulates im Zuge der Konditionierung durch die Beaufschlagung des Granulates mit dem Luftstrom auf weniger als 1 %, vorzugsweise weniger als 0,5 %, z.B. weniger als 0,2 % reduziert, bezogen auf das Gewicht. Falls die gewünschten Werte nicht unmittelbar durch die Luftbeaufschlagung im Rahmen der Konditionierung erreicht werden, kann der Wert anschließend durch verhältnismäßig geringe Lagerzeiten erreicht werden.
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Eine Anlage zur Herstellung von Düngemittelgranulat der beschriebenen Art, weist zumindest eine (Hochdruck)-Walzenpresse (Kompaktierpresse) und eine der Walzenpresse nachgeschaltete Zerkleinerungsvorrichtung (z.B. Prallmühle) auf. Vor der Walzenpresse kann eine Befeuchtungsvorrichtung, z.B. ein Mischer angeordnet sein. Für die Konditionierung des durch die Pressgranulierung hergestellten Granulates wird dann außerdem bevorzugt eine Mischvorrichtung zum Befeuchten des Granulates zur Verfügung gestellt, z.B. ein Wellenmischer (z.B. zwei Wellenmischer). Daran schließt sich dann bevorzugt eine Vorrichtung an, mit welcher das befeuchtete Granulat mit einem Luftstrom beaufschlagbar, z.B. einer Entwrasungsvorrichtung, die bevorzugt als Wirbelschichtanlage ausgebildet ist, d.h. die Entwrasung erfolgt in der Wirbelschicht, und zwar besonders bevorzugt ohne vorgeschaltete Heißluft-Trocknungszone.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt schematisch stark vereinfacht eine Vorrichtung zur Herstellung (und Konditionierung) von Düngemittelgranulat, insbesondere von Kaliumsulfat-Düngemittelgranulat.
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Wesentlicher Bestandteil einer solchen Anlage ist eine Walzenpresse 1, in welcher das Ausgangsmaterial (z.B. Kaliumsulfat-Salz) verpresst und folglich kompaktiert wird. Dass der Walzenpresse zugeführte Ausgangsmaterial A wird jedoch zuvor mit Wasser befeuchtet, und zwar in einer Mischvorrichtung 2, welche der Walzenpresse 1 vorgeordnet ist.
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Die aus der Walzenpresse 1 austretende feuchte Schülpe S wird in einer Granuliervorrichtung 3, die z.B. als Prallmühle ausgebildet sein kann, zerkleinert und folglich granuliert. Dabei ist es besonders bevorzugt vorgesehen, die Schülpe S in feuchtem Zustand ohne vorherige Trocknung zu zerkleinern. Es schließt sich in der Regel eine nicht dargestellte Klassierung an.
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Dass auf diese Weise hergestellte (feuchte) Granulat G wird dann erfindungsgemäß – gegebenenfalls nach einer Lagerung bzw. Zwischenlagerung – konditioniert. Dazu wird das Granulat G in einer Mischvorrichtung 4 mit Wasser befeuchtet, um die Granulatoberfläche anzulösen. Anschließend wird das befeuchtete Granulat B einer Vorrichtung 5 zugeführt, die im Ausführungsbeispiel als Wirbelschichtanlage ausgebildet ist, und in der das befeuchtete Granulat B mit einem Luftstrom L beaufschlagt und dabei entwrast und verfestigt wird. Auf eine Trocknung mit Heißluft wird dabei verzichtet, so dass anschließend auch keine Kühlung erforderlich ist. Die Wirbelschichtanlage 5, die im Rahmen der Erfindung zum Einsatz kommt, lässt sich folglich gegenüber herkömmlichen Wirbelschichtanlagen, die einerseits eine Trocknungszone und andererseits eine Kühlzone aufweisen, verkürzen, so dass der Anlagenaufwand reduziert wird. Dabei kann auch auf entsprechende Heißgaserzeuger zum Erhitzen von Trocknungsluft verzichtet werden.
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Das auf diese Weise konditionierte Granulat weist als Produkt P eine sehr geringe Feuchte auf, so dass es unmittelbar verkaufsfähig zur Verfügung steht. Sofern die Feuchte nicht den Anforderungen entspricht, besteht die Möglichkeit, das Granulat aus der Wirbelschichtanlage 5 in einem Speicher, z. B. einer Lagerhalle an Luft zu lagern, so dass nach einem verhältnismäßig kurzen Zeitraum ein verkaufsfähiges Produkt zur Verfügung steht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DD 136956 [0003, 0003]
- DE 2810640 A1 [0006]
- DE 3918523 A1 [0007]
