DE1181173B

DE1181173B - Process for producing spherical granules

Info

Publication number: DE1181173B
Application number: DEF38192A
Authority: DE
Inventors: Dr Jakob Rademachers; Dipl-Ing Walter Weidmann; Dr Hans Zirngibl
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1962-10-31
Filing date: 1962-10-31
Publication date: 1964-11-12

Description

Verfahren zum Herstellen kugelähnlicher Granulate Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen kugelähnlicher Formlinge aus pulverförmigen Gütern, die aus Massen, die zunächst mehr oder weniger feucht sind, erhalten werden. Solche Massen liegen in der Technik häufig in Form von Pasten oder Filterkuchen vor. Nach der vorliegenden Erfindung soll die in diesen Massen enthaltene Flüssigkeit zum Verformen der Pulver ausgewertet werden.Method of Making Sphere-Like Granules The invention relates to refers to a process for producing ball-like moldings from powdery ones Goods that are obtained from masses that are initially more or less moist. In technology, such masses are often in the form of pastes or filter cakes before. According to the present invention, the liquid contained in these compositions should to be evaluated for the deformation of the powder.

Es sind mehrere Verfahren bekannt, bei denen pastenartige Güter als solche verformt werden. Dabei geht man einerseits von in Strangpressen erzeugten Materialsträngen aus, die entweder in Walzenrollmaschinen zu Kugeln oder unmittelbar an der Lochscheibe der Strangpresse zu Zylindern abgeschnitten und durch Abrollen in Trommeln, Tellern oder zwischen zwei exzentrisch mit verschiedener Geschwindigkeit umlaufenden Drehscheiben zu mehr oder weniger kugelförmigen Granulatkörnern verformt werden. Andererseits erhält man auch die abzurollenden Formlinge mit Hilfe von Walzengranuliermaschinen, die in den verschiedensten Ausführungen bekannt sind. Alle diese Verfahren weisen den Nachteil eines sehr engen zulässigen Feuchtigkeitsgehalts der zu verarbeitenden Pasten auf. Ein weiterer Nachteil besteht darin, das kugelige Formlinge mit Korngrößen unterhalb etwa 2 mm, wie sie beispielsweise für Fließbettverfahren bei Katalysereaktionen besonders geeignet sind, nicht oder nur schwierig hergestellt werden können. Zudem ist die Leistungdieser Maschinen nicht sehr hoch. There are several methods known in which paste-like goods as such are deformed. On the one hand, this is based on those produced in extrusion presses Strands of material, either in roll rolling machines to balls or directly Cut into cylinders on the perforated disk of the extrusion press and unroll in drums, plates or between two eccentrically at different speeds revolving turntables are deformed into more or less spherical granules will. On the other hand, the briquettes to be unrolled are also obtained with the help of roller granulating machines, which are known in various designs. All of these procedures exhibit the disadvantage of a very narrow permissible moisture content of the to be processed Pastes on. Another disadvantage is the spherical briquettes with grain sizes below about 2 mm, as is the case, for example, for fluidized bed processes in catalytic reactions are particularly suitable, cannot be produced or can only be produced with difficulty. In addition the performance of these machines is not very high.

Die bekannte Trommel- oder Tellergranulierung weist zwar eine wesentlich bessere Leistung auf, doch ist ein weitgehendes Vortrocknen und Zerkleinern des ursprünglich als Paste oder Filterkuchen vorliegenden Materials erforderlich. Nach dem anschließenden Feuchtgranulieren muß dann infolge der zugesetzten Sprühfüssigkeit nochmal getrocknet werden. The known drum or plate granulation has an essential better performance, but extensive pre-drying and chopping of the Material originally available as a paste or filter cake is required. To the subsequent wet granulation must then be carried out as a result of the added spray liquid to be dried again.

Bei einem anderen, in Gegenstromschnellmischern mit eingebauten Granulatform-Werkzeugen durchzuführenden Verformungsverfahren ist eine zusätzliche Flüssigkeitszugabe nach der Trocknung des feuchten Gutes nicht nötig. Ein Teil des pastenartigen Produktes wird im Mischer vorgelegt und während des Mischens bereits getrocknetes und gemahlenes Gut bzw. beim Klassieren der Granulate anfallendes Feinmehl und gemahlenes Überkorn zugegeben. In another, in countercurrent high-speed mixers with built-in granulate mold tools After the deformation process to be carried out, additional liquid is added the drying of the moist goods is not necessary. Part of the pasty product is placed in the mixer and already dried and ground during mixing Fine flour and ground oversized grain that accumulates during the classification of the granulates admitted.

Diese Arbeitsweise ist jedoch für die Herstellung von Feingranulaten nicht sehr geeignet. Auch arbeitet dieses Verfahren im Gegensatz zur Trommel- oder Tellergranulierung nur chargenweise.However, this procedure is for the production of fine granules not very suitable. This process also works in contrast to the drum or Plate granulation only in batches.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden kugelähnliche Granulatkörner mit Korngrößen von 0,5mm an aufwärts in rotierenden Granulatformen hergestellt, indem man: einen Teil des ursprünglichen Feuchtgutes, gegebenenfalls nach dessen Umwandlung durch mechanische Bearbeitung in eine pastöse, verdüsbare Masse, auf bereits getrocknetes, staubförmiges Gut bzw. vom Fertiggranulat abgetrenntes Feinmehl sowie gemahlenes Überkorn aufdüst. According to the present invention, spherical granules are obtained produced with grain sizes from 0.5mm upwards in rotating granulate forms, by: a part of the original moist material, if necessary after it Conversion through mechanical processing into a pasty, atomizable mass already dried, powdery material or fine flour separated from the finished granulate as well as ground oversized grain.

Die Korngröße des trockenen Materials soll zweckmäßig mindestens zu 604/o unterhalb 60ip liegen. The grain size of the dry material should expediently at least 604 / o are below 60ip.

Als Granulatformer eignet sich vorzugsweise der mit enger Kornverteilung kontinuierlich arbeitende Granulierteller, doch können auch Granuliertrommel und Gegenstromschnellmischer verwendet werden. As a granulate former, the one with a narrow particle size distribution is preferably suitable continuously working granulating plates, but also granulating drum and Countercurrent high-speed mixers can be used.

Zum Verdüsen des feuchten, pastenartigen Gutes dient eine Pastenzerstäubungsdüse üblicher Art (Chemie - Ingenieur - Technik, 31, S. 259-260 (1959); Grundlagen d. Chem. Technik, Bd. 6, F. A paste atomizing nozzle is used to atomize the moist, paste-like material of the usual type (Chemie - Ingenieur - Technik, 31, pp. 259-260 (1959); Fundamentals d. Chem. Technik, Vol. 6, F.

Kneule: Das Trocknen, Verl. H. R. Sauerlander & Co., Aarau und Ffm. (1959), S. 212-213.). Dabei wird das Feuchtgut, wenn es dünnflüssig genug ist mit Schlammförderpumpen, beispielsweise Kreiskolbenpumpen, oder mit Einfachschneckenpumpen, die nach dem rotierenden Verdrängerprinzip (Moineau-Prinzip) arbeiten, in die Zweistoff-Rundschlitzdüse gepreßt, wo das Produkt nach Zuführung von Druckluft genügend fein verteilt wird. Liegt eine normalerweise nicht pumpbare, dickbreiige Paste vor, wie es oft bei Zentrifugen- und Filterkuchen der Fall ist, und ist die Paste thixotrop, so wird sie in bekannter Weise durch Einwirkung von Scherkräften, z. B. durch Schnellrühren in Zwangsmischern, so weit verflüssigt, daß sie mit den bereits erwähnten Pumpen zur Düse gefördert werden kann. Auch bei nichtthixotropen, schwerpumpfähigen Pasten gelingt das Verdüsen, indem das Feuchtgut vom Aufgabetrichter über eine waagerechte Zubringerschnecke zu einer senkrecht angeordneten Doppelschnecke gebracht und von dieser in die Düse gepreßt wird.Kneule: Das Trocknen, Verl. H. R. Sauerlander & Co., Aarau and Ffm. (1959), pp. 212-213.). The moist material becomes when it is thin enough with sludge pumps, e.g. rotary piston pumps, or with single screw pumps, which work according to the rotating displacement principle (Moineau principle) into the two-material round slot nozzle pressed, where the product is finely distributed enough after the supply of compressed air. If there is a normally non-pumpable, thick paste, as is often the case with centrifuge and filter cake is the case, and if the paste is thixotropic, it becomes more well known Way by the action of shear forces, e.g. B. by rapid stirring in compulsory mixers, so far liquefied that they can be used with the pumps already mentioned Nozzle can be promoted. Even with non-thixotropic pastes that are difficult to pump atomization succeeds by pulling the moist material from the feed hopper over a horizontal one Feeder screw brought to a vertically arranged twin screw and from this is pressed into the nozzle.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet also, Feuchtgüter mit den unterschiedlichsten Feuchtigkeitsgehalten zu verarbeiten, was bei den eingangs erwähnten Verformungsverfahren für reine Pasten nicht möglich ist. Vorteilhaft wirkt sich dabei aus, daß nur ein Minimum an Trocknungsenergie erforderlich ist. Weitere Vorteile des Verfahrens bestehen in der hohen Leistungsfähigkeit bei kontinuierlicher Arbeitsweise und im breiten Anwendungsbereich für verschiedene Korngrößen einschließlich der Feingranulatkörnung. Die Ausführung des Verfahrens wird an folgenden Beispielen erläutert: Beispiel 1 Titandioxydhydrat-Drehfilterkuchen wird nach schnellem Rühren in einem Zwangsmischer verflüssigt und mit Hilfe einer Schlammförderpumpe in eine Zweistoffdüse gepreßt, um dort bei einem Luftvordruck von 4,5 atü zerstäubt zu werden. Die Zerstäubungsdüse ist über einem rotierenden Granulierteller gewöhnlicher Bauart angeordnet, in den kontinuierlich über eine Dosiervorrichtung getrocknetes Feinmaterial einfließt, das zum Teil durch Rückführung der staubförmigen Anteile und des gemahlenen überkorn der fertigen Granulate und zum Teil durch Mahlen von getrocknetem Drebfilterkuchen erhalten wurde. Bei einem Gewichtsverhältnis von aufgedüstem Filterkuchen zu feinteiligem Trockenprodukt von 1:1 werden Granulate der Korngröße bis zu 2,5 mm, bei einem Verhältnis von 1 : 0,9 und bei gleichzeitiger Erhöhung der Verweilzeit im Teller kugelförmige Granulate der Korngröße von 4 bis 6 mm erhalten. The inventive method thus allows moist materials with the to process a wide variety of moisture contents, which is the case with the ones mentioned at the beginning Deformation process for pure pastes is not possible. Has beneficial effects from the fact that only a minimum of drying energy is required. Other advantages of the process consist in the high efficiency with continuous operation and in a wide range of applications for various grain sizes including the Fine granules. The procedure is carried out using the following examples explained: Example 1 titanium dioxide hydrate rotary filter cake is made after rapid stirring liquefied in a compulsory mixer and with the help of a sludge pump into a Two-substance nozzle pressed in order to be atomized there at an air pressure of 4.5 atmospheres. The atomizing nozzle is above a rotating granulating plate of the usual type arranged in the fine material continuously dried via a metering device flows in, which is partly due to the return of the powdery components and the ground oversize of the finished granules and partly by grinding dried Dreb filter cake was obtained. With a weight ratio of sprayed filter cake to finely divided A dry product of 1: 1 becomes granules with a grain size of up to 2.5 mm, with a ratio of 1: 0.9 and at the same time increasing the dwell time in the plate spherical Granules obtained with a grain size of 4 to 6 mm.

Beim Granulieren des getrockneten und gemahlenen Drehfilterkuchens durch Besprühen mit Wasser ist hingegen eine Zugabe von 25 bis 30 Gewichtsprozent Wasser erforderlich. Das Trocknen der fertigen Granulate beansprucht zusätzliche Wärmeenergie. When granulating the dried and ground rotary filter cake by spraying with water, however, an addition of 25 to 30 percent by weight is possible Water required. The drying of the finished granules requires additional work Thermal energy.

Beispiel 2 Zur Herstellung abriebfester Borphosphoroxyd-Formlinge, die für Fließbettverfahren bei katalytischen Reaktionen geeignet sind, wird 1 Teil der aus 1 Gewichtsteil feingemahlener Borsäure und 2,1 Gewichtsteilen 854/obiger Phosphorsäure unterWirkstoffzusätzen in einem Mischer oder Rührbehälter erhaltenen Paste bei 200 bis 2500 C getrocknet und in einer Porzellan-Kugelmühle auf eine Korngröße, die mindestens 606/o unter 60 L liegt, gemahlen. Das so erhaltene Borphosphoroxyd-Pulver wird durch Be- sprühen mit der Aüsgangspaste in einem Gegenstromschnellmischer zu kugelförmigen Granulatkörnern von 0,5 bis 2 mm Durchmesser verformt. Dabei läßt sich die Paste mit der im Beispiel 1 erwähnten Anordnung ohne Schwierigkeiten verdüsen. Für das Verformen werden auf 1 Gewichtsteil feinteiliben Materials etwa 0,5 Gewichtsteile Paste gedüst. Example 2 For the production of abrasion-resistant borophosphorus oxide moldings, which are suitable for fluidized bed processes in catalytic reactions becomes 1 part that from 1 part by weight of finely ground boric acid and 2.1 parts by weight of 854 / above Phosphoric acid with the addition of active ingredients in a mixer or stirred tank Paste dried at 200 to 2500 C and in a porcelain ball mill to a grain size, which is at least 606 / o below 60 L, ground. The borophosphorous oxide powder thus obtained is through loading spray with the starting paste in a countercurrent high-speed mixer deformed spherical granules with a diameter of 0.5 to 2 mm. Here lets the paste with the arrangement mentioned in Example 1 can be atomized without difficulty. For the deformation, about 0.5 parts by weight are required for 1 part by weight of finely divided material Paste sprayed.

Nach dem Trocknen der fertigen Formlinge bei 200 bis 2500 C und nach dem Absieben der Feinanteile und des überkorn erhält man beim Glühen auf 5000 C einen weitgehend abriebfesten, für Fließbettverfahren geeigneten Katalysator. Das etwa zu 20r)/o des Gesamtgranulats anfallende Unter- und Überkorn wird nach dem Mahlen zum Ausgangsmaterial zurückgeführt. Beim Verformen des Feingutes durch Besprühen mit Wasser werden hingegen etwa 22 Gewichtsprozent Wasser benötigt, die beim anschließenden Trocknen der Granulate zusätzlich verdampft werden müssen. Nach dem erfindungsgemäßen Verformungsverfahren wird nicht nur das in der Paste enthaltene Wasser, sondern auch die noch nicht umgesetzte Phosphorsäuse, welche erst bei der Trockentemperatur von 200 bis 2500 C mit der Borsäure vollständig reagiert, zum Verformen ausgenutzt. Infolgedessen brauchen beim Trocknen des Fertiggranulats nur 16 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf das Trockenprodukt, verdampft zu werden. Da dieses Wasser zu etwa 70q'/0 bei der Bildung des Borphosphats entsteht, diese aber während des Trocknens noch weiter fortschreitet, treten innerhalb der Formlinge Feststoffbrücken auf, die eine hervorragende Festigkeit der Granulate bewirken. Abriebteste im Wirbelbett ergeben nach 72 Stunden einen Staubverlust von nur 1,5 Gewichtsprozent, während der Materialverlust durch Abrieb bei Formlingen, die durch Besprühen mit Wasser hergestellt sind, in der gleichen Zeit 3 Gewichtsprozent beträgt. After drying the finished briquettes at 200 to 2500 C and after sifting off the fines and the oversized grain is obtained by annealing to 5000 ° C a largely abrasion-resistant catalyst suitable for fluidized bed processes. That About 20r) / o of the total granulate accruing undersized and oversized grains are after Grinding returned to the starting material. When deforming the fine material by spraying with water, on the other hand, about 22 percent by weight of water is required, the subsequent Drying the granules must also be evaporated. According to the invention Deformation process is not only the water contained in the paste, but also the not yet converted phosphorus acid, which only occurs when the temperature is dry Reacts completely with the boric acid from 200 to 2500 C, used for deformation. As a result, only 16 percent by weight are required when drying the finished granulate Water, based on the dry product, to be evaporated. Because this water too about 70q '/ 0 is formed during the formation of the boron phosphate, but this occurs during drying If this progresses even further, solid bridges occur within the briquettes, which cause the granules to have excellent strength. Abrasion tests in a fluidized bed result in a dust loss of only 1.5 percent by weight after 72 hours, while the loss of material through abrasion in the case of moldings caused by spraying with water are made, in the same time is 3 percent by weight.

Claims

Claims: 1. Process for producing ball-like granules by moistening a finely divided, largely dried material produced from moist material Material in rotating granulate formers, characterized in that one Part of the original moist material, possibly after its mechanical transformation into a pasty, atomizable mass, without adding a liquid to the dry one Spray material.

2. The method according to claim 1, characterized in that as Moist pastes, filter cakes or slurries are used.

3. The method according to claim 1, characterized in that the grain size of the finely divided, dried material is at least 60 ovo below 60%.