DE1300096B

DE1300096B - Verfahren und Vorrichtung zum Granulieren von Schmelzen

Info

Publication number: DE1300096B
Application number: DEF48732A
Authority: DE
Inventors: Harris Gordon John
Original assignee: Fisons Ltd
Current assignee: Fisons Ltd
Priority date: 1965-03-24
Filing date: 1966-03-23
Publication date: 1969-07-31
Also published as: JPS5245669B1; DK117964B; BE678244A; ES324567A1; SE320987B; FI46368C; NL6603874A; FI46368B; US3457336A; GB1142002A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Granu- Als staubführendes Gas wird gewöhnlich Luft

lieren von Schmelzen, bei dem die Schmelztropfen verwendet, da diese im allgemeinen vollkommen zuzur Verfestigung in einem Schacht durch einen vor- friedenstellende Ergebnisse liefert und das billigste zugsweise aufwärts gerichteten Gasstrom fallen. Die Gas darstellt. In Fällen jedoch, in denen Luft unErfindung bezieht sich außerdem auf eine Vorrich- 5 brauchbar ist, können andere Gase, z.B. Stickstoff, tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- verwendet werden.

fahrens. Der vom Gas mitgeführte Staub kann aus sehr

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine verschiedenen Feststoffen bestehen, vorausgesetzt, Reihe von geschmolzenen Stoffen, insbesondere daß diese beim Dispergieren in einem Gas nicht zu Düngemittel, in vorteilhafter Weise granuliert werden. io sehr zusammenbacken bzw. agglomerieren. Im allge-Es sind zahlreiche Verfahren zum Herstellen von meinen sollte der Staub in chemischer Hinsicht mit Körnchen aus geschmolzenen Materialien bekannt, den kleinen Tropfen der Schmelze verträglich sein nach denen kleine Tropfen des geschmolzenen Mate- und im Erzeugnis nicht störend wirken. Vorzugsweise rials derart abgekühlt werden, daß ein Zusammen- werden als Staub der jeweils granulierende Stoff, Ton, backen bzw. Agglomerieren der gebildeten Körnchen 15 Talk, Kalk, Gips, Magnesiumoxyd, Magnesiumkarboverringert wird. So können z. B. kleine Tropfen des nat oder Gemische dieser Stoffe in feinverteiltem Zugeschmolzenen Materials durch Niederfallen in einem stand eingesetzt. Außerdem können beispielsweise Turm, in dem Kühlgase strömen, abgekühlt werden. auch folgende Stoffe allein oder Gemische aus einem Dabei werden die Betriebsbedingungen so gewählt, oder mehreren der folgenden Stoffe als Staubkompodaß ausreichend harte Körnchen, die nicht zusammen- 20 nente eingesetzt werden: Sand, Glimmer, Bentonit, backen, in dem Zeitraum gebildet werden, während- Zement, Erden, feinverteiltes Polyäthylen, dessen die kleinen Tropfen oder Körnchen zum Als Materialien, die erfindungsgemäß in granu-

Turmboden fallen. Dieses Verfahren erfordert jedoch lierter Form hergestellt werden können, eignen sich einen sehr hohen Turm. vorzugsweise Düngemittel wie Ammoniumnitrat,

Nach einem anderen bekannten Verfahren können 25 Ammoniumsulfatnitrat, Ammoniumphosphat, Midie kleinen Tropfen des geschmolzenen Materials in schungen aus Ammoniumnitrat mit z. B. Mono- oder eine nichtlösende Kühlflüssigkeit fallen, die in bezug Diammoniumphosphat oder Kaliumchlorid, und zwar auf das geschmolzene Material im wesentlichen inert allein oder zusammen mit anderen granulierten Stofist. Bei diesem Verfahren entstehen jedoch infolge fen, ζ. B. Gemische aus Ammoniumnitrat mit andeder Verunreinigung der Körnchen durch die Kühl- 30 ren Materialien, Kaliumphosphat, Kaliumnitrat, Naflüssigkeit Schwierigkeiten. triumnitrat, Harnstoff oder Gemische dieser Mate-

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, rialien miteinander oder mit anderen Materialien, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die vorstehenden Bei diesen Düngemitteln wird als Staub mit VorNachteile der bekannten Verfahren nicht auftreten. teil ein Düngemittel gleicher Zusammensetzung ein-Zu diesem Zweck geht die Erfindung von dem ein- 35 gesetzt.

gangs genannten Verfahren aus und ist das erfindungs- Der Feuchtigkeitsgehalt der geschmolzenen Mategemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß rialien sollte so gering wie möglich sein, damit die dem Gas-, insbesondere Luftstrom Staub zugesetzt Feuchtigkeitsabgabe der flüssigen Tropfen an das wird. Gas und an den Staub möglichst klein gehalten

Die auf diese Weise gebildeten Körnchen bzw. 40 wird. Ein Ansammeln der Feuchtigkeit an den Körner werden aufgefangen und gesammelt. In der Staubteilchen kann deren Neigung zum Zusammen-Zone, die das staubführende Gas enthält, strömt die- backen erhöhen.

ses zweckmäßigerweise aufwärts. Die optimale Strömungsgeschwindigkeit des

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens staubführenden Gases richtet sich nach der Neigung liegt darin, daß zur Verfestigung der Schmelztropfen 45 zum Zusammenbacken des Staubes, was wiederum eine kürzere Fallstrecke als bei den bekannten Ver- von der Feuchtigkeit und den elektrostatischen Kräffahren benötigt wird und daß Körnchen mit zu- ten abhängt. Offensichtlich muß die Strömungsfriedenstellenden Eigenschaften erhalten werden. geschwindigkeit um so größer sein, je größer die Nei-

Vorzugsweise wird dem Gas eine Strömungs- gung zum Zusammenbacken ist. Die Strömungsgeschwindigkeit von 36,6 bis 122 cm/sec erteilt. 50 geschwindigkeit des Gases in der Säule liegt zweck-Es ist vorteilhaft, daß der dem Gasstrom zugesetzte mäßigerweise in der Größenordnung von 36,6 bis Staub eine Teilchengröße von größtenteils kleiner als 122 cm/sec und vorzugsweise zwischen 45,7 und 70 Mikron aufweist. 61 cm/sec. Der Staubgehalt im Gas kann verschieden Es kann sogar eine noch viel kürzere Fallstrecke sein und steht in Beziehung zu der Teilchengröße, angewendet werden, wenn die Schmelztröpfchen nach 55 Im allgemeinen sollte der Staubgehalt 1,56 bis Durchfallen des staubführenden Gasstroms in ein 3,88 kg/m³ und vorzugsweise 7,95 bis 23,9kg/m^s aus Staubkörnchen bestehendes Fluidatbett fallen ge- betragen.

lassen werden, welches auch im Zustand einer begin- Die Teilchengröße des Staubes im Gas sollte

nenden Fluidisation gehalten werden kann. hauptsächlich kleiner als 70 Mikron, beispielsweise

Die Teilchengröße des im Fluidatbett verwendeten 60 kleiner als 50 Mikron, und vorzugsweise kleiner als Staubes ist vorzugsweise kleiner als 150 Mikron. 10 Mikron sein.

Zweckmäßigerweise wird im Fluidatbett derselbe Die Gastemperatur kann innerhalb eines großen

Staub verwendet wie in dem staubführenden Gas- Bereichs variiert werden, z. B. zwischen Zimmerstrom, temperatur bis zu etwa 100° C. Es ist vorteilhaft, bei Der staubführende Gasstrom kann dadurch erzeugt 65 einer größtmöglichen Gastemperatur zu arbeiten, weil werden, daß Gas mit ausreichender Strömungs- bei höheren Temperaturen die Absorption von Feuchgeschwindigkeit durch das Fluidatbett hindurch- tigkeit am Staub verringert und die Staubabsorption geführt wird. durch die Tröpfchen erhöht wird.

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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur bedeckt sind. Es wurde gefunden, daß eine Tiefe von

Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 5 bis 60 cm im allgemeinen ausreicht,

bestehend aus einem vertikalen Schacht, der in sei- Der im Staubfluidatbett verwendete Staub kann aus

nem oberen Teil eine Einrichtung zum Abgeben des irgendeinem derjenigen Materialien bestehen, die geschmolzenen Stoffes in Tröpfchenform und in sei- 5 weiter oben als geeignet für denjenigen Staub ange-

nem unteren Teil eine Einrichtung zum Entfernen des geben wurden, der vom Gas mitgeführt wird. Ent-

Granuiats aufweist und mit Zuleitungen versehen weder kann nur ein einzelnes Material oder es können

ist, um im oberen Teil eine staubführende Gaszone zu Mischungen der genannten Materialien verwendet

erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß das untere werden. Der Zusatz einer geringen Menge von verkonisch ausgebildete Ende des Schachtes auf der io gleichsweise grobem Material verbessert bekanntlich

Innenseite gepolstert ist, um die im Behälter frei fal- seine Wirbelfähigkeit. Die beiden Stäube können ein-

lenden Körnchen weich abzubremsen. ander gleich oder voneinander verschieden sein.

Das staubführende Gas kann durch Anwendung Die Teilchengröße des Staubes im Staubbett kann einer hohen Strömungsgeschwindigkeit, mit der das innerhalb eines großen üblichen Bereichs variiert Gas durch ein Fluidatbett (Wirbelbett) hindurch- 15 werden. Bekanntlich sind im allgemeinen die Ergebtritt, oder durch Einblasen eines besonderen staub- nisse um so besser, je kleiner die Teilchengröße ist; führenden Gasstroms oder durch getrenntes Ein- jedoch können auch Teilchengrößen bis zu etwa blasen von Gas und Staub in die Vorrichtung oder 150 Mikron verwendet werden. Vorzugsweise werden dadurch hergestellt werden, daß diese Möglichkeiten Materialien mit einer Teilchengröße bis zu etwa kombiniert werden. Zweckmäßigerweise wird der 20 10 Mikron verwendet. Der im Bett verwendete Staub Staub, z.B. in einen Gasstrom, in den oberen Teil kann eine größere Teilchengröße besitzen als der der Vorrichtung eingeführt, und zwar getrennt von vom Gas mitgeführte Staub.

einem eventuell am Boden des Turms bzw. der Die Strömungsgeschwindigkeit des zur Ausbildung Säule vorhandenen Staubbett. der Fluidatschicht dienenden Gasstroms braucht beim Betrieb läßt man einen aus kleinen Tropfen 25 kanntlich nur 3 bis 12 cm/sec zu betragen. Derartige des geschmolzenen Materials bestehenden Strom Strömungsgeschwindigkeiten können angewendet oder aber einen Strahl aus geschmolzenem Material, werden, wenn eine getrennte Gasströmung für das der sich auf Grund der Oberflächenspannung des staubführende Gas über dem Bett vorhanden ist. geschmolzenen Materials in kleine Tropfen auflöst, Wenn jedoch sowohl der zur Erzeugung des Betts durch die staubführende Zone fallen, die zweck- 30 als auch der zur Erzeugung des staubführenden Gases mäßigerweise aus aufwärts strömender, staubhaltiger dienende Gasstrom das Fluidatbett passiert, so muß Luft besteht. Zur Erreichung optimaler Ergebnisse die Strömungsgeschwindigkeit zwischen 36,6 und werden die kleinen Tropfen vorzugsweise in üblicher 122 cm/sec liegen.

Weise von einem Zerteiler erzeugt, der gleichmäßige Während die Tropfen durch die aufwärts strö-Tropfen liefert. 35 mende, staubhaltige Luft nach unten fallen, wird ihre Falls sich am Turmboden kein Staubfluidatbett äußere Oberfläche abgekühlt bzw. abgeschreckt und befindet, muß die Höhe des Turms, durch den die erstarrt, wobei nur eine geringe Staubmenge eingekleinen Tropfen fallen, so groß sein, daß die Körn- schmolzen wird, so daß die Formänderung der kugelchen vollkommen erstarrt sind, sobald sie den Boden förmigen Tropfen und weitere Staubaufnahme durch des Turms erreichen. Die heißen Körnchen können 40 die Tropfen beim Eindringen in das Huidatbett verin bekannter Weise mittels Förderbändern, Förder- hindert werden.

schnecken oder mittels anderer herkömmlicher Vor- Das Fluidatbett dient einerseits dazu, den Fall richtungen* aus dem Turm abgeführt werden. Wenn der Tropfen zu bremsen, wodurch eine Formverändesich am Turmboden ein Fluidatbett befindet, so kann rung der Tropfen vor ihrer völligen Erstarrung verein viel niedrigerer Turm verwendet werden, und die 45 hindert wird, und bewirkt andererseits, daß die Trop-Verfestigung bzw. Erstarrung kann im Staubbett fen ihre restliche Schmelzwärme abgeben, so daß stattfinden. die Tropfen im Bett zwar vollkommen erstarren, aber Wenn sich erfindungsgemäß am Turmboden ein nicht unbedingt völlig gekühlt werden. Die Schmelz-Staubfluidatbett befindet, wird dieses Staubbett von wärme kann dem Staubbett durch Kühlflächen, die dem hindurchströmenden Gas in einem Zustand der 50 im oder um das Bett herum in bekannter Weise anWirbelbewegung oder beginnenden Wirbelbewegung gebracht sind, entzogen werden, wodurch das Staubgehalten. Die Gasströmung muß so kräftig sein, daß bett auch als Wärmeaustauschmedium wirkt. Ein alle Teilchen in Bewegung gehalten werden. Der- Vorteil der Verwendung eines Fluidatbettes als Wärartige Fluidatbetten sind durch eine geringe Dichte meaustauschmedium liegt darin, daß weniger Wärme gekennzeichnet, so daß einerseits eine Deformierung 55 im Luftstrom entzogen werden muß. Daher kann die der teilweise erstarrten bzw. verfestigten Tropfen Luftmenge und somit der Turmquerschnitt, bezogen beim Eindringen in das Bett verhindert wird und an- auf eine bestimmte durchzusetzende Schmelzmaterialdererseits die erstarrten Prills schnell durch das Bett menge, verringert werden.

fallen können. Die erstarrten, aber noch heißen Körnchen können

Zusätzlich zu dem üblichen Verfahren, die Luft 60 aus dem Staubbett mittels einer Reinigungs-und Ent-

durch das Fluidatbett strömen zu lassen, kann die nahmevorrichtung am Fuß der Säule kontinuierlich

Fluiditierung auch durch andere bekannte Verfahren abgeführt werden.

hervorgebracht werden, wie z. B. mechanisches Vi- Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeich-

brieren einer Tragplatte oder Zuführung eines pul- nungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigt

sierenden Luftstroms. 65 F i g. 1 schematisch eine Ausführungsform der er-

Die Tiefe des Fluidatbettes scheint nicht entschei- findungsgemäßen Vorrichtung,

dend zu sein, vorausgesetzt, daß Erhebungen und F i g. 2 schematisch eine andere Ausführungsform

Vorspriinge, wie z. B. Wärmeaustauscher, ausreichend der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 3 schematisch eine weitere Ausführungsform und in einem Filter 15 abgeschieden und dann wieder erfindungsgemäßen Vorrichtung, der dem Bett zugeführt; die Luft wird abgeführt. Die F i g. 4 schematisch eine kompliziertere Ausfüh- im Bett 9 vorhandene Wärme wird mittels Wärmerungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, austauschern 12 entzogen. Das entstaubte heiße Er-F i g. 5 schematisch eine andere kompliziertere 5 zeugnis wird mittels eines Zellenrades 16 aus 13 ent-Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich- nommen und in Fluidatbetten in einem Behälter 17 tung und abgekühlt. Das abgekühlte Erzeugnis wird über einen Fig. 6, 7, 8, 9, 10 und 11 schematisch verschie- Klappenabschluß 18 abgeführt.

dene Verfahrensweisen zum Einführen von Luft in Frischer Staub kann pneumatisch entweder un-

den Turm und zum Aufrechterhalten der Suspension ₁₀ mittelbar in das Bett oder in das Filter eingeleitet des Staubes im Gas. werden.

Die in F i g. 1, 2 und 3 gezeigten drei Vorrichtun- F i g. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der er-

gen sind im Grunde einander gleich, so daß auch in findungsgemäßen Vorrichtung, allen drei Figuren dieselben Bezugszahlen verwendet Geschmolzenes Material (z. B. 99%iges Ammo-

werden. Jede der Vorrichtungen besteht aus einer 15 niumnitrat) wird durch eine Leitung 21 einer Tropfvertikalen Säule 2 mit einem sich verengenden unte- einrichtung 22 zugeführt, die kleine Tropfen Amren Ende 1. Es wird Luft (oder ein anderes Gas) in moniumnitrat in eine Säule 23 abgibt. Die Säule 23 einer solchen Menge und mit einer solchen Geschwin- ist zweckmäßigerweise etwa 6 m hoch. Die kleinen digkeit durch die Konusspitze 1 geblasen, daß im Tropfen fallen ungehindert durch die Säule 23 und Staubbett am Fuß der Säule eine starke Wirbelbewe- ₂o durch aufwärts strömende staubführende Luft. Die gung entsteht und Staub in der aus dem Bett aufstei- kleinen Tropfen erstarren, während sie die Säule genden Luft suspendiert und mitgeführt wird. Die durchfallen. Um jedoch eine etwaige Zertrümmerung Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch die Ein- der Körnchen zu verringern, ist der verjüngte untere Strömungsöffnung 1 wird so bemessen, daß nur Kör- Teil 24 der Säule 23 in geeigneter Weise gepolstert ner, jedoch keine Staubteilchen entgegen dem eintre- 25 bzw. gefedert.

tenden Luftstrom aus dem Konus herausfallen kön- Die Körnchen fallen durch eine Reinigungseinrich-

nen. Hierdurch wird ein Reinigungseffekt der Körner tung 25 und sammeln sich in einem Kühler 26, den bewirkt. Die Luft kann dem Bett sowohl durch die über eine Leitung 27 zugeführte Luft durchströmt. Konusspitze hindurch, als auch an einem anderen, Die Luftgeschwindigkeit kann so gewählt werden, höher im Bett gelegenen Punkt (wie F i g. 3 zeigt) ₃₀ daß die Körnchen in wirbelnder Bewegung gehalten zugeführt werden. Dadurch ist es möglich, die Strö- werden, oder aber auch nur so groß sein, daß übermungsgeschwindigkeit der Luft in der Säule 2 unab- flüssiger Staub von den Körnchen entfernt wird, hängig von der Geschwindigkeit der Reinigungsluft Durch eine Leitung 28 werden die Körnchen aus dem zu regulieren. F i g. 2 zeigt eine andere Möglichkeit, Kühler abgeführt.

bei der das Bett nur leicht gewirbelt wird und der 35 Der in dem System verwendete Staub wird aus Staub durch eine Leitung 3 eingeführt und durch eine einem Vorratstrichter 29 in einen Staubzuführungszweite Luftzuführung verteilt wird, um den Staub behälter 30 eingeleitet. Diesem wird der Staub mittels oberhalb des Bettes zu suspendieren. F i g. 3 zeigt eines pneumatischen Fördermittels 31 entnommen, einen Wassermantel zum Abführen von Wärme. welches mit Druckluft aus einem Gebläse 32 betrie-

Am oberen Ende der Säule befindet sich ein be- 40 ben wird. Der Staub gelangt zu einer kontinuierten heizter Aufsatzbehälter, der mit Düsen bzw. Öffnun- Staubfiltervorrichtung 33 und dann aus deren untegen 5 versehen ist. In F i g. 1 und 2 ist eine einzige rem Teil durch eine Leitung 34 in den unteren Teil Düse, in Fig. 3 dagegen sind 60 Düsen vorhanden. der Säule23. Der Luftstrom für die Säule23 wird Diese Düsen geben das geschmolzene Material in ebenfalls vom Gebläse 32 geliefert und strömt durch Form von Tropfen an die Säule ab. Am oberen Sau- 45 eine Leitung 35 in die Säule 23. Der in den unteren lenende werden Luft und Staub durch die Leitung 4 Teil des Filters 33 eintretende Luftstrom durchströmt abgeführt. eine Heizvorrichtung 36, die dazu benutzt werden

F i g. 4 zeigt eine andere und kompliziertere Vor- kann, den Feuchtigkeitsgehalt des Staubes unterhalb richtung. Die Schmelze fließt aus einem Tank 6 in des gewünschten Mindestwertes zu halten. Form von kleinen Tropfen aus Lochbehältern 7 in 50 Der in der Säule 23 aufsteigende staubhaltige Lufteinen Fluidatbettreaktor 8. Die kleinen Tropfen fal- strom verläßt diese am oberen Ende durch eine Leilen durch einen aufsteigenden Luftstrom hindurch, tung 37 und gelangt in die Filteranlage 33. Der Staub der z. B. etwa 15,9 kg/m³ Talk mit einer Korngröße wird abgefiltert und sammelt sich in derem unteren von unter 70 Mikron mitführt, in ein Fluidatbett, das Teil, und die gefilterte Luft entweicht durch eine Leiz. B. Talk gleicher Teilchengröße enthält. Die Luft 55 tung 38 in die Atmosphäre. Die Mengenzuführung wird auf zwei Wegen, nämlich durch Leitungen 10 des Staubes wird vom System 39 kontrolliert bzw. und 11, in 8 eingeführt. Die Luft in der Leitung 10 reguliert.

strömt zunächst durch einen kleinen Entstauber 13, Der Staub wird durch die Leitung 34 in einer

in dem der überschüssige Staub in einem Fluidatbett gleichbleibenden Menge bzw. mit einer konstanten von den gebildeten Körnchen abgeblasen wird. Die 60 Strömungsgeschwindigkeit zugeführt, die der Luft-Luft strömt dann aus dem Entstauber 13 aufwärts strömungsgeschwindigkeit in der Säule derart angedurch ein Bett 9 hindurch und durch eine Reinigungs- paßt ist, daß die gewünschte Staubkonzentration enteinrichtung, in der die Körnchen von größeren Staub- steht. Die Zufuhr des Zusatzstaubes in das Filter 33 mengen befreit werden. Das Bett wird hauptsächlich wird durch das System 39 kontrolliert bzw. reguliert, von der durch die Leitung 11 strömenden Luft auf- 65 Vorzugsweise wird der Staub im Filter 33 in einem gewirbelt, die durch eine perforierte Platte hindurch- Wirbelzustand gehalten.

tritt, welche das Bett trägt. Der in der ausströmenden Sekundärluft kann in die oberen Teile der Säule

Luft enthaltene Staub wird in Staubabscheidern 14 eingeführt werden, beispielsweise unmittelbar unter-

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halb oder oberhalb der Oberfläche des Staubfluidat- in Form einzelner getrennter Tropfen oder von

bettes, um mit Sicherheit eine Dispersion des Staubes Schmelzestrahlen zugeführt werden. Die bei Anwen-

in der Luft oberhalb des Staubwirbelbettes zu be- dung einzelner Tropfen erzielten Körnchen sind im

wirken. allgemeinen gleichmäßiger als die, die bei Verwen-

In Fig. 6, 7, 8, 9, 10 und 11 werden zahlreiche 5 dung eines Strahls entstehen.

Abänderungen des unteren Teils der in F i g. 1, 2 Die von einem Körnchen aufgenommene Staubund 3 gezeigten Säule dargestellt. F i g. 6, 7, 8, 9, 10 menge hängt stark davon ab, in welchem Ausmaß und 11 zeigen verschiedene Möglichkeiten, um die der Staub von dem geschmolzenen Material benetzt Luft in die Vorrichtung einzuführen und um die werden kann. Die Staubaufnahme hängt in geringestaubführende Gaszone, durch die die kleinen Trop- i₀ rem Maße von der Teilchengröße des Staubes, von fen fallen, aufrechtzuerhalten. Bei jeder Ausfüh- der Größe des flüssigen Tropfens, von der Temperarungsform befindet sich im unteren Säulenteil ein tür des Tropfens oberhalb seines Erstarrungspunktes, Fluidatbett, in das die kleinen Tropfen fallen. von der Schnelligkeit, mit der der Tropfen erstarrt, In Fig. 6 wird ein Staubfluidatbett 40 in einer und von der Temperatur und Staubkonzentration des Säule 41 nur mittels durch 42 eingeführter Luft auf- i₅ Luftstroms ab.

rechterhalten. Wärmeaustauscher 43 dienen zur Re- Die Erfindung schafft ein Verfahren, wonach es

gulierung der Temperatur des Bettes. Sekundärluft möglich ist, Körnchen mit sehr geringem Staubgehalt

wird durch an der Außenseite befindliche Leitungen zu erhalten, und eine Vorrichtung mit einer sehr kur-

44 eingeführt, damit eine Luftströmung entsteht, die zen Fallstrecke zu verwenden. In einigen Fällen bezur Ausbildung einer staubtragenden Zone 45, durch ao nötigen die Tropfen eine Fallstrecke von nur etwa

welche kleine Tropfen 46 fallen, notwendig ist. Durch 90 cm, und im allgemeinen liefert eine Fallstrecke

den Luftstrom entsteht im Bett 40 eine starke Wir- von 152 bis 210 cm zufriedenstellende Ergebnisse,

belbewegung. sofern die Vorrichtung ein Fluidatbett aufweist.

Die Vorrichtung in F i g. 7 ist derjenigen in F i g. 6 Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschauähnlich. In diesem Fall wird die Luft bei 47 ein- 35 lichung der vorliegenden Erfindung; die Angaben

geführt, damit ein Bett 48 nur leicht aufgewirbelt über Teile und Prozentsätze sind auf das Gewicht

wird bzw. ruhig fließt. Sekundärluft wird durch an bezogen.

der Außenseite befindliche Leitungen 49 unmittel- Beispiel 1 bar unterhalb der Oberfläche des Bettes eingeführt,

damit sich eine staubtragende Zone 50 bildet. 30 Die Luft wurde in den konischen unteren Teil In F i g. 8 wird eine Vorrichtung gezeigt, die der- einer 152 cm hohen Säule, die ein Staubteilchenbett jenigen in F i g. 7 ähnlich ist, mit dem Unterschied, von 60 cm Tiefe enthielt, eingeführt. Die Vorrichdaß die Sekundärluft durch eine in der Mitte gele- tung entsprach im wesentlichen der Fig. 1. Die Strögene Leitung 51 eingeführt wird und daß ein Zer- mungsgeschwindigkeit des in der Säule aufsteigenden stäuber für die flüssigen Tropfen 52 so angebracht 35 Luftstroms betrug 42,7cm/sec, und die Temperatur ist, daß die Tropfen nicht in diesem Mittelbereich des Bettes 20 bis 80° C, und zwar je nach der geherabfallen, wünschten Staubkonzentration auf den Körnchen. In Fig. 9 wird ein Staubfluidatbett 53 in einer Die Staubteilchen waren aus Talk und hatten eine Säule 54 von bei 55 eingeführter Luft nur leicht auf- maximale Teilchengröße von 70 Mikron, aber größgewirbelt bzw. fließt ruhig. Sekundärluft wird, wie in 40 tenteils eine solche von kleiner als 10 Mikron. Ge-F i g. 7, durch an der Außenseite befindliche Leitun- schmolzenes wasserfreies Ammoniumnitrat mit einer gen 56 eingeführt. Die Luft strömt durch eine zen- Temperatur von 180° C wurde in einer Menge von trale Leitung 57 und führt den Staub in der Säule 5 bis 10 Tropfen je Sekunde von einer Düse mit nach oben, wo die Strömungsrichtung des Staubes einem Durchmesser von 0,08 cm am oberen Ende durch eine Ablenk- bzw. Umlenkeinrichtung 58 um- ₄₅ der Säule abgegeben. Die gebildeten Körnchen wurgekehrt wird. Bei dieser Anordnung ergibt sich im den am unteren Teil der Säule abgeführt und hatten oberen Teil des Turms eine größere Staubkonzen- im wesentlichen Kugelform mit einem Durchmesser tration. von 3 mm und hatten einen Talküberzug von 0,3 Die Vorrichtung in Fig. 10 ist derjenigen in Fig. 9 (20° C Bettemperatur) bis 1,6% (80° C Bettemperaähnlich, mit dem Unterschied, daß die Sekundärluft 50 tür).

nicht durch an der Außenseite befindliche Leitungen Der Talkgehalt des in der Säule aufsteigenden

56, sondern durch eine zentrale Leitung 59 einge- Luftstroms betrug 7,95 bis 15,9 kg/m³,

führt wird. .

In Fig. 11 wird ein Fluidatbett60 in einer Säule Beispiel 2

durch Luft aufrechterhalten, die durch eine Lei- 55 Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde mit fol-

tung62 und durch eine perforierte Platte 63 ein- genden verschiedenen Staubarten wiederholt:

strömt. Die Körnchen fallen durch eine Leitung 64 . „. , . .. . „ .. , ..„

j jji· r.·· 1 tu. * A = Bindeton mit einer Teilchengroße von weni-

und werden durch einen Reinigungsluftstrom vom , _9ftM., ⁵

Staub getrennt. Wärmeaustauscher 65 dienen zur Re- ^{ger ais ζυ 1YUKron}>

gulierung der Wärme im Staubbett. Die Staubvertei- 60 ^B = ^κ*°^1ιη m* einer Teilchengröße von 5% lung wird von der zur Bildung einer staubhaltigen großer als 70 Mikron, 70% größer als Zone 67 durch eine Leitung 66 eingeführten Luft be- ^{10 Mlkron und 6}°^{/o klemer als 2} Mikron; wirkt. C = Kaolin mit einer Teilchengröße von 1% Das erfindungsgemäße Verfahren bietet einen be- größer als 20 Mikron und 22«/o kleiner als trächtlichen Vorteil, weil je Düse und bezogen auf 65 2 Mikron, die Flächeneinheit des Bettes eine größere Durchsatzleistung erreicht werden kann. Das geschmolzene Die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Material kann den Vorrichtungen in bekannter Weise Säule, die Temperatur des Bettes und der Staubüber-

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zug auf den Körnern sind in der folgenden Tabelle aufgezeigt.

Staub	Strömungs geschwindigkeit der Luft in cm/sec	Temperatur des Bettes in ⁰C	Staubüberzug in°/o
A B C	52 bis 68,6 60 60	Umgebungs temperatur 11 11	3,6 bis 7,9 0,96 1,19

Die gebildeten Körner waren alle im wesentlichen kugelig.

Beispiel 3

Bei diesem Beispiel wurde die in F i g. 2 gezeigte Vorrichtung benutzt.

Ein Talkbett wurde durch Einführen von Luft bei 1 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 5,2 cm/sec in die Säule, die in Betthöhe einen Durchmesser von 7,5 cm hatte, fluidisiert. Am unteren Ende der Säule 2, die einen Durchmesser von 21 cm hatte, wurde Nebenluft zugeführt, so daß die gesamte Strömungsgeschwindigkeit der in Säule 2 nach oben strömenden Luft 43 cm/sec betrug, wobei nur wenig bzw. überhaupt kein aus dem Staubbett der Säule enthaltener Staub mitgeführt bzw. suspendiert wurde.

Der Talk wurde durch die Leitung 3 in den äußeren Luftstrom der Säule 2 eingeführt, so daß in dem aufsteigenden Luftstrom eine Talkkonzentration von 15,9 kg/m³ entstand. Luft und Staub wurden durch die Leitung 4 aus der Säule entfernt. Der größte Teil des Talks hatte eine Teilchengröße von kleiner als 40 Mikron, und das Maximum der Teilchengröße betrug 70 Mikron.

Geschmolzenes wasserfreies Ammoniumnitrat mit einer Temperatur von 180° C wurde in einer Menge von 5 bis 10 Tropfen je Sekunde von der Düse 5, die einen Durchmesser von 0,08 cm hatte, abgegeben. Die gebildeten Körner wurden aus dem Bett in der Säule 1 entfernt. Die Körner hatten einen gleichmäßigen Durchmesser von 3 mm und waren kugelförmig. Die Entfernung zwischen der Düse 5 und der Oberfläche des Bettes in Säule 1 betrug 113 cm.

Lediglich zum Zweck des Vergleichs wurde das Verfahren, genau wie oben beschrieben, wiederholt, jedoch wurde kein Talk durch die Leitung 3 in die Säule 2 eingeführt, so daß der Luftstrom im wesentlichen staubfrei war. Das Ammoniumnitrat, das aus dem Bett in der Säule 1 entfernt wurde, hatte die Form von deformierten Rocken.

rung der dem Kühlmantel zufließenden Kaltwassermenge kontrolliert.

Geschmolzenes Ammoniumnitrat mit einer Temperatur von 169 bis 180° C und mit einer Konzentration von 99,5 bis 99,9% wurde durch eine Vielzahl von Düsen in den oberen Teil der Säule eingeführt. Es wurden im wesentlichen Ammoniumnitrat-Prills erhalten, wobei die Fließgeschwindigkeiten des Ammoniumnitrats über einen weiten Bereich verändert wurden und wobei das Ammoniumnitrat sowohl in Form einzelner getrennter Tropfen als auch in Form eines Flüssigkeitsstroms aufgegeben wurde.

Das Verfahren wurde mit folgenden verschiedenen Staubarten durchgeführt:

D = Talk mit einer Teilchengröße von 20% größer als 25 Mikron und 85% größer als 5 Mikron;

E = Talk mit einer Teilchengröße von 100% kleiner als 20 Mikron;

F = Magnesiumcarbonat mit einer Teilchengröße kleiner als 100 Mikron;

G = Magnesiumoxyd mit einer Teilchengröße kleiner als 70 Mikron;

H = Montmorillonitpulver mit einer Teilchengröße von größer als 25 Mikron und kleiner als 100 Mikron;

I = Montmorillonitpulver mit einem Gehalt von 25% Kalziumstearat und mit einer Teilchengröße von 80% größer als 25 Mikron und kleiner als 100 Mikron;

J == Montmorillonitpulver mit einer Teilchengröße von 8% größer als 50 Mikron.

Die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Säule, die Bettemperatur und der Staubüberzug, der auf den Körnern erzielt wurde, ist in der folgenden Tabelle aufgezeigt.

	Strömungs	Bettemperatur	Staubüberzug
Staub	geschwindigkeit der Luft	in ⁰C	in%>
	in cm/sec	20 bis 90	0,1 bis 1,1
D	42,7 bis 67	50 bis 60	0,2 bis 0,3
E	42,7 bis 67	40 bis 60	5,3 bis 6,5
F	54,9 bis 67	60 bis 80	18 bis 20
G	54,9 bis 67	60 bis 80	7 bis 8
H	48,8 bis 60	40 bis 60	0,8 bis 1,3
I	52 bis 60	40 bis 60	16 bis 20
J	52 bis 60

Beispiel 4

Es wurde die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung benutzt.

Die Säule war 2,1 m hoch und hatte einen Durchmesser von 15 cm. Die Luft wurde durch ein 60 cm tiefes Staubbett in die Säule geleitet. Der Staubgehalt der Luft in der Säule betrug 7,95 bis 15,9 kg/m³.

Der Staub wurde in einem fortlaufend gereinigten Filter aus der die Säule verlassenden Luft entfernt und dem Bett wieder zugeführt. Frischer Staub wurde, soweit notwendig, hinzugefügt. Die Temperatur des Bettes wurde gemessen und durch RegulieIn jedem Fall waren die Körner kugelförmig oder beinahe kugelförmig.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Granulieren von Schmelzen, bei dem die Schmelztropfen zur Verfestigung in einem Schacht durch einen vorzugsweise aufwärts gerichteten Gasstrom fallen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gas-, insbesondere Luftstrom Staub zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gas eine Strömungsgeschwindigkeit von 36,6 bis 122 cm/sec erteilt wird.

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gasstrom ein Staub mit einer Teilchengröße von größtenteils kleiner als 70 Mikron zugesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelztröpfchen nach Durchfallen des staubführenden Gasstroms in ein aus Staubteilchen bestehendes Fluidatbett fallen gelassen werden, welches auch im Zustand einer beginnenden Fluidisation gehalten werden kann.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Fluidatbett ein Staub mit einer Teilchengröße von kleiner als 150 Mikron angewendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Fluidatbett derselbe Staub angewendet wird wie in dem staubführenden Gasstrom.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der staubführende Gasstrom

dadurch erzeugt wird, daß Gas mit ausreichender Strömungsgeschwindigkeit durch das Fluidatbett hindurchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Staub der jeweils granulierte Stoff, Ton, Talk, Kalk, Gips, Magnesiumoxyd, Magnesiumkarbonat oder Gemische dieser Stoffe in feinverteiltem Zustand eingesetzt werden.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bestehend aus einem vertikalen Schacht, der in seinem oberen Teil eine Einrichtung zum Abgeben des geschmolzenen Stoffes in Tröpfchenform und in seinem unteren Teil eine Einrichtung zum Entfernen des Granulats aufweist und mit Zuleitungen versehen ist, um im oberen Teil eine staubführende Gaszone zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß das untere konisch ausgebildete Ende des Schachtes auf der Innenseite gepolstert ist (24), um die im Behälter frei fallenden Körnchen weich abzubremsen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen