-
Heretellung von Cranalien Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung
von Granalien mit vorbeatimmter Grösse aus löslichen Stoffen b* Stoffen mit löslichem
Anteil Für viele Verwendungszwecke sind Substanzen in Form von Granalien, Pillen,
Kügelchen bzw. Tabletten und dergleichen erwünscht, da die Handhabung das Verstauen,
daa Verteilen, dam Verschicken uwr. durch diese Form erleichtert w Die Erfindung
ist besonders bei der Herstellung von Granalien anx irgendwelchen bei normalen Tempersturen
festen Stoffen, dia in asser, wässrigen Lösungen oder in anderen don Prozess zusuführe
den Lösungsmitteln löslich siM bzw. einen löslichen Bestandteil oder mehrere aufw
von Bedsutung und Vorteil. Zu diesel Stoffen gohören Zuater zum Beispiel bei der
Heretellung von Zubereictungen, und auch Subtanzen in fein verteiltem Zustand vie
Kohle, @chwefel usw.,deren Partikel suspendiert werden
können in
einer mit ihnen verträglichen löslichen Substanz,oder in sie eingemischt wrden können.
-
Als Beispiel wird die Verwendung der Erfindung im folgenden bei einem
Düngemittel, nämlich Ammoniumnitrat, dan wasserlöslich ist und allein oder mit anderen
Substanzen wie Kali, die in einem Düngemittel als Füllstoffe oder für andere Zwecke
erwünscht sind, werweiet werden kann, beachrieben.
-
Im folgenden wird unter einer Aufschlämmung eine Lösung einer löslichen
Substanz verstanden, unabhängig davon, ob diese Lösung nichtlösliche, zuspeniderte
Materialien oder an sich lösliche, ungelöste Materialien enthilt oder nichte Unter
asserlöslichkeit bzw. wässriger Lösung sollen auch Ldsungen verstanden werden, die
6 ausser asser oder statt asser andere Lösungsmittel enthalten.
-
Ammoniumnitrat-Düngemittel und sehr viele andere wasserlösliche Düngemittel
werden üblicherweise verschickt, gelagert, verpackt und im Boden verteilt in Fox,
on kleinen Granalien von etwa 1/8 Zoll (etwa 3,2 mm) Durchmesser, Viele Methoden
zur herstellung solcher
Granalien sind bekannt. @in wasserlöslicher
Stoff in wässriger Lösung kann natürlich durch Sprühen getrocknet werden, jedoch
ergibt des Sprühtrocknen poröse, hohle Partiel von verhältnismässig geringer Festigkeit.
wird die @assermenge einer Lösung verringert, bis die Menge der festen Bestandteile
bis auf wenige Gewichtsprosent die Gesamtheit der Substanz ausmacht, so ist die
Herbeiführung der Verflüssi@ung durch @ärme und die Herstellung von Granulien durch
Rintropfenlassen der verflussigten Lösung in Form von Tröpfchen aus Düsen oder Dsenplatten
in einen trocknende Gase enthaltenden Tara nuoh unten möglich. Die Verfertigung
der Tröpfchen erfolgt in groscem Ausmass durch das Kühlen der hoisaen Flüssigkeit.
@in solches Verfahren wird allgemein als "prilling" angesprochen. Dabei ist ein
Trocknen no wendig und man benötigt meist eine Trockentrommel, um in ihr die Granalien
nach Verlassen des Turmes su behandeln.
-
Durch das Trocknen wird im tbrlgon die Dichte des Pro- Produktea vermindert.
-
Diese Behandlung wurde auch auf wasserfreie oder im wesentlichen
wasserfreie, wasserlösliche Düngesubtansen wie Ammoniumnitrat angewendet.das bedingt
die vorherige Herstellung des Ammonnitrats in wasserfreier Form, oder -wenn
dan
Ammoniumnitrat in Lösung hergestellt wird - die Entfernung von Wasser durch Trocknen
vor dieser Behandlung.
-
Liegt die wasserlösliche Substans in fein verteilter Fora vor und
wird eine Masse von solchem Material in einer Trommel umgewälzt oder in einer Mörtelmühle
gerührt, so können die Partikel durch gesteuertes Befeuchten der Partikel in der
Masse zum Zusammenkleben zu mehr oder weniger kugelförmigen Granalien gebrecht werdne.
Das Anfeuchten ka entweder mit Wasser geschehen oder - wie oben ausgeführt - mit
einer Aufschlämmung; es gibt dabei jedoch einen kritischen Agglomerierungspunkt.
Wird eine zu geringe Mené Wasser zugegeben, so kleben die Partikel nicht cneinander,
während wenn eine zu groses Menge Wasser zugegeben wird. sich eine schmierige Magse
bildet, die ein Granulieren ausschliesst. Die Menge der Aufschlämmung, die zugegeben
werden kann, ist in jedem Falle sehr gering,so dass - wonn die Aufschlämmung der
Zufuhr frischen Ammoniumnitrats für das Granulieren baderf - die Menge des rück
tufohrenden und nieder aufzusrbeitenden Materisle übermässi cross wird. Bei verfahren
dieser Art, die im allgemeinen als Agglomerierungsverfahren bezeichnet werden@ist
es nicht unüblioh, 8 bis 10 Gewichtsteile oder mehr des Materials pro Gewichtsteil
des brauchbaren, verkaufbaren Produktes, das aus dem Verfahren gesogen werdne kann,
wieder aufarbeiten
su müssen.
-
Bei einem Agglomerierungsverfahren, bie dem eine umgewälzte Masse
von Partikeln mit asser oder mit veiner Aufschlämmung benetzt wird, muss hinreichend
Wasser zugegeben werden, un den Feuchtigkeitsgehalt des Materials bei *der oberhalb
des Aggloaterierangapunktea su halte da aich venet Granalien nicht bilden. Die zugefügte
Feuchtigkeit dringt bis zum Kern des Partikels bzw. der Granalien durch and kann
aus ihnen nur durch Diffusionstrocknung entfernt werden. Dabei ist mlso, auch wenn
die Zufügung von asser ale selches oder als Teil einer Aufschlämmung in Gegenwart
von heissen, trocknenden Gasen druchgeführt wird, doch du Trocknung der Materialien
in der Mörtemühle oder Trommel auf einen gewünschten endgültigen FeuchtigkeitsgebolS
Mhwwr oder cht durchführbar, Hier kann auch keine Beserung durch Verwendung von
Gasen einer übermässig hohen Temperatur geschaffen werden, da infolge des verlängerten
Kontaktes der Va* mit don Fartikeln leicht eine Zersetzung des Materials eintritt.
Inforlgedessen müssen sclche Ver-I*bzm mit Gasen einer verhältnismässig nicdrigen
Temperatur durehgeführt werden. Es ist weiter notwendig, die aus der Tremmel bzw.
der Mörtelmühle austretenden Materialien on tmkoftl, 410 sowchl die verhältnismässig
lkleine Menge an verkäuflichen Material und die verhältnismässig grosse Menge des
rücksuführenden Materials enthalten.
-
In der US-Patentschrift 2 926 079 (23. 2.1960) und der enteprechenden
britischen Patentschrift 894 773 und der entsprechenden französischen Patentschrift
1 206 782 let ein Verfahren beachriebenbei dem Kerne der wasserlöslichen Substans
in einer rotiereaden Trommel mit längs angebrachten Mitnahmeflächen bzw. Flügen,die
die Kerne aus der Masse am Boden der Trommel aufnehmen und sie dann durch die Frommel
hindurch nach unten durchregenen lassen.
-
Heisse trocknende Gase werden durch die Trommel durchgeführt1 die
Kens werden als diskrets Partikel, d.h. in einem im wesentlichen veneinander getrennten
oder entfernten Zuetand auf ihren egen durch die heissen, trccknend@EGsnach!mtenmitinerÄüfselSmasbesprüht.Dia
i. c . w. ' . v. t M uqlbat auf die Oberflächen der fallenden Kerne auftreffenden
Tröpfchen der Aufschlämmung erhähen zwar sa !e a t°iirir' , r. o einen de ellig
des tu t-Ot ot$ "c . ~to'x °.- : I t 2ita feuchtigkeitsgekalt der Kerne und zwar
bever sie in die der zurückfallen wasentlich.Während des Umwälsens der Kerne in
der Trommel wiederholt sich die Sprühüberziehung mehrere Male hinreichend zur Erzeugung
von Granalien in don gewüngschten Grössen-Durchschnitt.
-
Das Verfahren der oben erwähnten patentschrift hat den Vorteil, die
Bildung von Granalien, deren Material in eehr groaaom Maeue aus der Aufschlänanung
und in weniger grossem Masse aus der Agglomerierung von vorher gebildeten getrockneten
Partikeln herrührt, zu ermöglichen.Auch ist die Menge des wieder aufzuarbeitenden
Mateials bei diesem Verfahren in erheblichem Massen verringert.
-
Das Verfahrne dieser Patentschrift ist jedoch nur schwierig kontinuierlich
durchzuführen, insbesondere bei Verwendung der bisher üblcihen Apparaturen und Verfahrensmassnahmen,Die
Erfindung betrifft eine Verbesserung des Verfahrens und der Apparatur der US-Patentschrift
2 926 079; ien wesentlicher Gegenstund der Erfindung ist die Jchaffung eines Mittele
und eines Verfahrens,das eine kontinuierliche Steuerung und Regelung im kontinuierlichen
Verfahren ermöglicht, so dase die theoretischen Vorteile dieses bekannten Verfahrens
praktisch verwirklicht werden.
-
Bin Gegenstand der Brfintung ist die Schaffung einea Y1ttc1s und
iner Methode fUr die wirkaame und kontinuierlich « Herateilung von kugelförmigen
Granalien, die im grossen Masse aus aus einer Aufschlämmung herrührenden
Feststoffen
bestehen,unter Vermeidung des Eintretens solcher Badin, die entweder sur Zersetzung
des Produktes führen oder den kontinuierlichen Betricb hindern könnten.
-
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines Wi@tels
und eines Verfahrens zur Herstellung von festen, dichten, im wesentlichen kugelförmigen
Granalien, ohne dass ein nachträgliches Trocknen notwendig wäre.
-
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens
und diner Vorrichtung unter Aufechterhaltung gleichförmiger und kontinuierlciher
Bedinungen über die Länge einer Behandlungstrommel einer zur Erzeungung von für
das Behandeln, Verschicken und Stapeln genugender Trockenheit hinreichenden Kapazität.
-
Ein Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines Mittels und
eines Verfahrens mit den obigen Vorteilen, wobei die Temperaturgrenzen der hiessen,trocknenden
Gase unter Vermeidung von grossen Temperatursteigerungen des partikel-Materials
(nach anfänglcihem Vorerhitzen) während des D hgehens durch die Trome t rden Dies@e
und andere gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden folgenden dargelegt
und ergsben sich fUr den Fachmann aus der folgenden Beschreibung einer
bevorzugten
Ausführungsform des Verfahrens und der Art der Durchführung bzw. der Vorrichtungen
unter Bezugnshme auf die Zeichnung.
-
Pi8. 1 ist eine @eitenensicht von schematischem Charakter einer Apparatur
zur Durchführung der Erfindung.
-
Fig. 2 ist ein Längaschnitt durch die Trommel und ihren Endteile
bzw. Endöffnungen.
-
In einer für die Druchführung der Erfindung verwendeten Apparatur
ist eine Trommel 1 vorgeschen von lang gestreckter Form. Die Achse dieser Trommel
ist mit einem kleinem winkel zur Horizotalen, zum Beispiel etwa 5°, angeordnst.
Die Trommel ist drehbar gelsgert; z.B. in der Art der Lagerung von Drehrchröfen;
die Mittel zum Antrieb der trommel sind für den Botricb mit gewünschten Geschwindigkeiten
vergeschen; da zolche Antriebzarten bekannt sind, so sind sie in den Zeichnungen
nicht dargestellt.
-
Die Eintritt@@eite der Trommel - zum Vergleich Fig. 2 - ist mit einer
Stauscheibe 2 mit innerer kreisfgnda*s Öffnung ausgebildet. Zweck dieser Stauscheibe
ist das Halten des sich in der Trommel hinter der Steuscheiba befindenden Materials
in der Trommel.Dem Eintrittsende
der3am)se3,istÜberdieseinHingrasmbzwV@yt@iltmgsranB3
zugeordnet, der nicht mit der Trommel umläuft, jedoch als Einführungeraum für die
beissen Gase in die Trommel dient.
-
Die Form und die Grösse dieses Ringrsums kann versochieden sein. In
der dargestellten Form stellt er eine flache KanHMydardiebei4sitdersichdrehendenTyeei.g&sdicht
verbunden ist. Diese Verbindung muss natürlich das Sichdrehen der Trommel bei feststehendem
Verteilerraum gestatten. Dieser Verteilerranm ist über eine Leitung 5 für den heisse
Gas mit einer Erhitsungsvorrichtung 6 verbunden, die als Ofen angesprochen werden
kann. Die durch die Leitung 5 hiadurchgehendem heissen Gase können aus irgend tug5Mndm"ßh,gah@a@ia.aeirge
eis8@11@stsmaiates@i-dcAsfMsng den Ofen 6 mittels eines mit
gesigneten @nelien für Luft und Brennstoff verbundenen Brenners 7 zu erhitzen. Der
Ofen 6 kann eine Verbrennungskammer aufweisen, in der die Flamme das Brenners 7
die Wände erhitzt, wobei die Hitze @i&@nd@rs6s8&daRVybßsnaRgsrassaaaband
Kamm Lamer Ierage kann. Für viele Zwecke sind je-<@diVe&Fsnasgsp&de@aBonnesTal@i@s$
Gase an sich brauchbar; in diesem Falle kann die VerbysnatmgskEBsse-SOfsns6diM&'mier.eitsg5'w@
bunden sein. Die heisesn Gase des Brennerz 7 haben in
diesem Fall
eine hinreichend hohe Temperatur, um eine Torcknungswirkung innerhalb der Trommel
1 trotz des Zugegensoine von aus der Verbrennung des Brennstoffes entstandener Feuchtigkeit
in diesen Gesen auszuüben.
-
Ein in die Trommel hereinreichender Trichter 8 für festes Material
ist mit einer schräg nach unten durch die äussere Wandung des Verteilerraumes 3
hindurchgehenden, fentes Material in den unteren Teil des Eintrittsendes der Trommel
1 unterhalb der @tauwand 2 - wie gezeichnet -einführenden Leitung 9 verbunden.
-
Unmittelbar am Eintrittsende der Trommel ist in ihr f eine Mehrzahl
von Mitnahmeblättern 10 angeordnet. Diese Blatte ktlnnen sich radial nacjh einwärts
oder in einem Winkel zu den Radien der Trommel erstrecken;gezeichnet sind sie schräg
zur Längeachse der Trommel. Ihre Aufgahe und irkung ist das Zuführen von Material-Partikeln,wie
darch die Leitung 9 eingebracht werden, zu den Verteilungsblättern 11, die in dem
Restteil der Trommel - wie weiter unten ausgeführt - vorgesehen sind. Die Mitnahmeblätter
10 bewirken einige Bewegung des durch die Leitung 9 eingeführtan feston Materials,
jedoch ohne Bewirken des Druchregnenlassens, wie es weiter unten beschrisben wird.
-
Pie.Mitnahmebiaite11sindüblicherweiseparallel zur-ItängßnchsederTrommelangeordnetunderstreckenaio&
von der Trommelinnenfläche in im allgemienen radialer Richtung-nachinnen.DenBlättern11kannauchisegewiaee
schraubenförmigeGestaltgegebenwerdenjedochistdie< Ublicherweise nicht erwünschteDieBlätter11,wiedaaaach
die Fig. 2 zeigt, be@tehen aus dem eigentlichen Blattkörper lla und Zungen llb.
Die Wirkung dieser Blätter ist das Hochheben von Teilen der Masse von granuliertem
Material in der Trommel, und das Durchregnenlassen dieser Granalien wäfhrend des
Rotierens der Trommel in vertikal und longitudinal zur Trommel verlaufenden Schleinern,
wobei diese Ströme sich natUrlich quer durch die Trommel von einer Seite zur anderen
Seite bewegen.
-
Die Trommel ist mit einer Zwischenwand bzw. Prallwand oder Stauwand
12 oder mehreren solchen @änden 12 versehen, die ringförmige Teile von etwa der
Tiefe bzw. Breite der Blätter 11 aind, die ein maximales Anhalten dea granulierten
Materiala in der Trommel sicher, so dass eine grosse Menge des MaterialainderTrommelzurVerfügungstehle
Die Trommel besitzt an ihrem Austrittsende eine weitere Blende bzw @tauscheibe,
wie sie bei 13 dargestellt ist,
Die genauen Abmeaeungen der Trommel
sind fUr die Erfindung nicht wesentlich, da die Grössensbmessungen der Telle in
Tromeln verschiedener Grösse gleich bleiben kennen. In einer beispielahaften Konstruktion
der Trommel kenn diese Trommel 5 bis 6 Fuss (152,5 - 183 cm) Druchsonner und z.B.
etwa 25 Fuss (1586 cm) Länge besitzen.
-
Der erste Teil der Trommel - der Füllteil -,der die schrauben förmig
angeordneten Blätter 10 enthält, kann 3 bin 4 Pu (91,5 - 122 cm) lang sein. Der
Teil der Trommel, der zwiaches diesem Füllteil und der erstet Zwischenwand 12 liegt,
kann 10 bis 12 Fuss (305 - 366cm) lang sein. Andere Zwischenwände können gewünschtenfalls
zwischen der Zwischenwand 12 und der Wandung 13 des Ausgangsndes angeordnet aein,
wobei der Teil der Trommel nach der Zwischenwand 12 ebenfalls etwa 12 Fass (366
cm) lang sein kann.
-
An dos Auatrittaende der Trommel ist ein zweiter Verteilungsraum
14 angeordnet, der sowchl die aus der Trommel ausströmenden heissen Gase als auch
das granulierte tuber die innere Öffnung der Wand 13 hinübergehende Produkt aufnehmen
soll; An dem unteren Bnde des Verteilerrames kann ein Aufnahmeraum 15 fier das granulierte
Material vorgeaehen aein. Der Verteilerraum 14 kann bei 16 mit der aich drehenden
Trommel 1 durch eine drehbare Gaeabdichtung
verbunden sein.
-
Der Verteilungsraum 4 weist auch eine Leitung 17 für den Austritt
der heissen Gase auf. Da die heissen Gase normalerweise einen Teil des Feinkorns
mit sich führen,so iat es engebracht, die Leitung 17 mit einer pumpe oder einem
Gebläse 18 umä dann Über eine Leitung 19 und einen Zentritwlabscheider oder anderem
Abacheider 20 ? au verbinden.
-
Die bie dem Verfahren der Erfindung vorewendete Auf-BcMNmaangkanngewHnschtenfallsineinem?11einemErhitzer
22 versehenen Gefäss 21 angemacht werden.In dieses Gefäss werden Wasser and Feststoffe
eingeführt.Das Lösen kann erleichtert werden durch Verwendung einer durch eihen
Motor 24 angetriebenen Mischvorrichtung 23. Der Rührer dient auch dazu, in das Gefäss
21 eingebrachtes wasserunlösliches Material und ungelöste Teile der wasserlöslichen
Subtanzen In Suspension in der Lösung zu halten, so dass die Aufdie schlämmung,durch
die Pumpe 25 über die Leitung 26 zu Sprühdäsen 27 geführt wird, eine einheitliche
Zusammensetzung hat.
-
Bei der Druchführung der Erfindung wirde für gewöhnlich d Versprühen
mittels Luft angewendet, das heisst die Ausaprahong der Düse 27 besteht nicht allein
aus der Aofseul~, vorwärtsgetrieben durch ihren eigenen Druck, ondem ist eine Aussprühung,
in der Tröpfchen der Ad~
schlämmung durch Luft oder ein anderes
geeignetes Gas, dan ans don Düsen gleichzeitig ausströmt, vorwärtsgetrieben werden.
Die Düse 27 ist infolgedessen mit einer Leitung 28 dargestellt, die zu einem Kompressor
oder einer anderen quelle für Gas unter Druck führte Das aus der Trommel austretende,
bei 15 gesammelte, getrocknete Material enthält einige Granalien von Übergrosse
und einige Granalien von Untergrösse.Infolgedessen wird das austretende Material
einem geeigneten Sieb-oder Trenn-Vorgang unterworfen, um die Übergrössen und die
Untergrössen abzutrennen, so dass die Granalien zurückbeiben, die eluen bestimmten
Grössenbereich besitzen, wie er fUr das Behandeln. das Speichern und den Verkauf
gewünscht wird.Die Granalien von Untergrösse werden zu dem Trichter 8 zurückgeführt;
ebenso wie das Material mit Übergrösse nuch Mahlen oder Zerkleinern. Da die Apparatur
in der einschlägigen Technik bekannt und in der US-Patentschrift 2 926 079 veranschaulicht
ist,so sind Siebvorrichtungen, Mahlvorrichtungen und Mittel zur Forführung und Rückführung
in der Zeichnung g weggelassen.
-
Bemerkt sei,dass in der dargestellten Apparatur die heissen Gase,die
behandelten Feststoffe und die versprühte Aufschlämmung im Gleichatroagd. h. in
der gleichen Richtung
durch und in die Behndlungtrmel gaheti Auch
sel bemerkt, does dos Ene der Dtlse 27 im wesentlichen an dem Eintritt der Trommel
liegt (obwohl es auch ein wenig g einwärts des eintritts oder ein weing ausserhalb
l iegen könnte) und dass keine zusätzlichen Düsen entlang der Trommel vorgesehen
sind. Es ist nur eine einsige Düse 27 dargestellt, jedoch könne gemäss der Erfidnung
mehrere Düsen nahe beieinander und wie oben beschrieben angebracht sein, d.h. mit
ihren Sprüh-Enden am Eintritt der Trommel oder nahe am Eintritt und verhältnismässig
nahe der Axe der Trommel. Dies kann dann geschehen,wenn eine grössere Sprüh-Kapazität
erwänscht ist als sie durch eine einzige Düse geliefert werden kann. Es sind jedoch
keine Düsen angebracht, die die Aufschlänmung suf die Masse in der Trommel aufsprühen;
die versprühte Aufschlämmung tritt in die von don heissen Casen aus dem Verteiler
3 umspühlte Trommel ein Die durch die Zone 10 belette bewegte Menge des Materials,
die naah vorn in die Zone der Wirkung der Blätter 11 vorbewegt wird, wirkt nicht
auf die Aussprühung.
-
Bei der Betätigung einer solchen Einrichtung wird kleinkörniges,
trockenes Material,das das gleiche sein kann wie dan an granulierende Material oder
auch eis anderes Material sein in die Trommel eingeführt, um
olno
sert zu schaffen. Dies geschieht durch die Leitung 9.Der Brenner 7 wird angezündet,
us die durci den Verteiler 3 der Trommel zugeführten Gase aufzuheizen. Das Material
in der Beschickungszone der Trommel wird gerührt und durch die Blätter 10 nach vorwärts
bewegt und durch die heissen Gase vorgeheizt.Die typischen Sprüh-Daten,wie sie weiter
unten angegeben werden,stammen us einer praktischen Ausführung des Verfahrens in
der besten den Erfindern zur Zeit bekannten Auführungsform.
-
In der der Trommel eine Masse von material gebildet lot und der Strom
der heissen Gase geschaffen ist,wird die Putp 25 für die Aufschlänmung in Gang gesetzt
; die Aufschldmung wird durch die Düse 27 in den heissen Gasstrom mittels Luft oder
einem anderen Gas unter dem Druck in der Leitung 28 eingesprüht.Bei diesem Verfahren
werden die Kerne nach uDt*n dural die Trommel in einer Mehrzahl von Bewegungs-Schleiern
durchgeregnet; sie kommen dabei in Kontakt mit der in Form feiner Tröpfohen versprüten
Aufzchlänmung, jedoch werden ihre Oberflächen in Folge der Wirkung der längs durch
die Trommel durchgehenden heissen trocknenden Saae auf einen Feuchtigkeitswert unterhalb
des Agglomerationspunktes vor der Wiedervereinigung mit der Hasts bsw der Ansammlung
von Pertikeln am Boden der Trommel getrocknet.Diese Wirkung bzw. dieses Vorgehen
wird
wiederholt, bis die Granalien die Form von Kügelehen angenommen
haben, die dann in der geichen Apparatur weiter getrocknet werden bis zu einem für
das Behandeln und Verechicken geeigneten Feuchtigkeit, und zwar bevor sie das Auslassende
der Trommel erreichen.Bisher ist nach wissen der Erfinder keine Apparatur und kein
Verfahren beschrieben worden, be denen diese beiden Wirkungen - die Bildung von
Oranalien ohne wesentliche Agglomerierung durch aufeinanderfolgendes Überziehen
und endgültige Trockmng der Granalien - in einer einzigen Operation und in einer
einzigen Apparatur wirtschaftlich durchgeführt werden konnten. oS Verfahren ist
heikel und wird durch viele Faktoren tangiert;bis zu den Entdeckungen und Entwicklungen
der Erfindung,die es ermöglichen, nicht nur genau die verschiedenen bei dem Verfahren
vor scih gehenden irkungen und Vorgänge su kontrollieren und zu steuern,sondern
auch die Bildung der Kügelchen bzw. Granalicn und den Trocknungsvorgang dieser endgültigen
Kügelchen so zu trennen und auf kontrollieren bzw, zu steuern,dass ein immer gleiches
Endresultat sich ergibt.
-
Zu den en Faktoren zählen folgendet
1.) Es muss
ein gleichsinniger Fluss des unterteilten Materials - der Kerne und Granslien -
der heissen Trocknungsgaae und der Versprührung der Aufschlämmung in der Trommel
vorhanden sein ; 2.) es muss eine wesentliche Zufuhr von bezüglcih der Temperatur,
der Menge und der Geschwindigkeit steuerbaren heissen trooknenden Gesen vorhanden
sein ; 3. es es muss eine eingene Zuführung von tockenem,vorerhitst, unterteiltem
Material in die Zone der Granulierung vorhanden sein ; 4.) die versprühte Aufschlämmung
muss mit den heissen, trocknenden Oasen in einem Punkt vermischt werden, der vor
de eraten Kontakt der Versprühung mit dem unterteilten Material - den Kernen - in
der Granulierzone liegt, und 5.) das das Versprühen der Aufschlämmung muss bezüglich
Menge und Geschwindigkeit völlig steuerbar sein, um die Menge der mit einer gegebenen
Venge von unterteiltem Material zu vereinigende Menge von Peststoffen der Aufschlämmung
einzustellen.Zu diesem Zweck muss das Eindingen der Versprührung längs der Trommel
und zwischen don fallenden Schleiern dea unterteilten Materials ztt steuern sein.
-
Bel dem Verfahren der Erfindung treffen die Aussprühung und die festen
Partikel in einem heissen Gasstrom dann zusammen, wenn die Partikel sich im diskreten
im wesentlichen voneinandergetrenntenZustandbefindensdaaa wenig oder garkeine Zeit
für das eindringen von Feuchtigkeit zur Verfügung steht. Bei dem Aufsprühen von
Feuchtigkeit auf die Oberflächen der Partikel wirkt sich das heisse Milieu sogleich
in dem Verdampfen der Feuchtigkeit von den Oberflächen der festen n BeD dep ! effekt
gestattet die Verwendung von viel höheren Gastemperaturen,da die Wärme micht das
Innere der festen Partikel erreicht sondern durch das Verdampfen des Wasser von
ihren Oberflächen verbraucht wird.Die festen Teile der Aufschlämmung hängen an den
ursprünglichen unterteilten Material - den Kerenen - an und schaffen ihre Grösse.
-
Eine grosse Materialmenge wird in einer gegebenen Zeit behandelt,verglichen
mit der Menge an in die Trommel eintretenden und aus ihr austretende Feststoffmenge
,so dass das Anwachsen der Partikel zu Granalien einer vorbestimmten Grösse kontrolliert
werden kann durch gleichzeitige oder aufeinanderfolgende @teuerung der Menge an
versprühten Feststoffen und des Volumens und der Temperatur der hissen Gase. Ausserdem
wirdkt sich die dynamische Natur des Verfahrens in einer sehr gleichmässigen Bildung
kugelförmiger
Granalinen aus.
-
In der Praxis findet man,dass in der Trommel von selbst verschiedens
Wirkungs-Zonen ausbilden;so eine rAt Zone, in der die eingeführten unterteilten
klein-Mmigen Materialien vorerhitzt und vorgetrieben werden, sine zweite Zone, in
der das unterteilte Material überson und wieder überzogen wird, so dass Granalien
der gewünschten Grdsso entstehen, und eine dritte Zone, in der die Granslien weiter
getrocknet werden zur Erreichung der gesigneten niedrigen Feuchtigkeit und der Festigkeit
für das @tapeln und Verschicken.
-
Je nach den verschiedenen Bedingungen kann jedoch die Länge dieser
sich längs der Trommel erstreckenden Zonen geändert und aass danaah eingestellt
werden. B*stimmte fUr die Kontrolle wesentlcihe Punkte seien im folgenden auseinandergesetztt
Zunächst mus sdas feinkörnige unterteilte Material in der te Zone der Trommel entsprechend
trocken und rat vorerhitzt sein. Es muss weiter die Menge der mit dem unterteilten
Material in der zweiten Zone vereinigten Aufschlämmung bezügliche ihres assergehaltes
hinreichen, am die Partikel ohne Ansteigenlassen des
Feuchtigkeitsgehaltes
der Masae oberhalb dea Agglomerationspunktes sur Bildung der gewünschten Granalien
su überziehen. Es ist vorteilhaft,so viel Aufschlämmung wie möglich bei dem Granulierungsverfahren
der erfindung zu verwenden, da dies die Menge des ruckzufürhenden Materials verringert.
ird eine zu geringe Menge Aufschlämmung den Partikeln oder Keimen zugemessen, so
wird daa Verfahren unergiebiger, Wird zu viel Aufschlämmung ihnen zugemessen, so
steigt der i der Masse gegebenenfalls zu hoch an oder es wird die durchschnitteliche
Grösse der Granslien zu gross.
-
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das Herateilen von Granalien
ien einer bestimmten Grösse,doch sei bemerkt,dass beim praktischen @rbeiten die
Partikelgrösse,wie sie im Handel erwünscht ist, als Optimum gewählt wird.
-
I e Wirkung in der die Granalienbildungs-Zone ist die eines wiederholten
Überziehens der Keime und werdenden Granalien und eines Vortrocknens der Partikel.An
dritter @telle muß eine für des endgültige Trocknen der Granalien nach Beendigung
de überziehvorganges hinreichende Zone in der Trommel gorgesehen sein.Die Länge
der Überziehungszone und inforlgedessen die Länge der endgültigen Trocknungszone
hängt nicht nur von der der Trommel zugeführten Menge der Aufschlämmung und dem
Verhältnis: Feststoffe : Feuchtigkeit ab, sondern auch von der Geschwindigkeit der
Sprühung, dem Vorreichen der
Sprühung längs der Trommel und zwischen
die nach unten fallenden chleier des Materials,und von dem Volumen,der Geschwindigkeit
und der Temperatur der heissen Gase, die in der gleichen Richtung druch die Trommel
durchziehen.
-
Bei einer standardisierten Aufschlämmung sind diese Faktoren leicht
zu steuern durch Variierung des Sprühens und durch eren der Einführung und der Temperatur
der heissen Gaee. enn man das mögliche Vorsehen einer getrennten Quelle für das
unterteilte Material in trockener Form amuser Acht lässt (was zusätzliche Kosten
verursachea wurde) so leuchtet es ein,dass das Verfahren der Erfindung dir Rückführung
einer gewissen Materialmenge mit sich bringt. Jedoch ist es mit t der Apparatur
und dem Verfahren der Erfindung leicht möglich,die Bedingungen derart einzustellan,dass
die Menge an Granalien richtiger und verkaufbarer grösse nicht so gering ist,dass
die Menge an rückzuführendem Material nicht übermässig hoch wird.
-
D Menge des rückzufuhrenden Materials kann zwischen etwa 40 und 60
% der gazage des durch die Trommel durchgehenden Peststoffes betragen. Wis angegeben
werden die aus der Trommel ausgetragenen Stoffe gesiebt; die Feinstofi mU ebenso
wie die Granslien mit Übergrösse zuruckgetEhrt werden. Eine optimale Druchführung
ist die,bei der die Menge an Granalien der geeigneten. im Handel gewünschten
Grösse,subtrahiert
von der Gesamtmenge der durch die Trommel durchgehenden Feststoffe,die Menge an
material ergibt (Feinststoffe und Granalien von Übergrösse nach dem Zerkleinern),die
für das Rückfübren erwunscht ist.
-
Bei einer guten wirtschaftlcihen Druchführung der Erfindung gehen
etwa 50 % der durch den Ofen durchgehenden FeststoffeindieRückführung Wie ausgeführt
machen es die oben angegebenen Besonderheiten mögliche,diese Einstellungen durchsuführen.
-
Das unterteilte in die w in der e on r de rh EX einen geringen Feuchtigekitsgehalt
von zum Beispiel etwa l % oder weniger durch die gesamten Körper der Partikel und
ist aufgeheist bzw. vorgewärmt vor dem Auftreffen der versprühten Aufschlämmung.
In der zweiten Zone wird das Materialwiederholttmterimwesentlichenaaenttam an em
Trocknen besprüht.Das Trocknen geschieht durch Oberflächenverdampfung und so rasch,dass
die Feuchtigkeit nicht in die Kerne der Partikel eindringt, In der dritten Zone
werden die Grenalien weiter getrocknet, so dass ein Fcuchtigkeitsgehalt von 1 %
oder weniger eesichert ist. Das Trocknen ist ebenfalls im wesentlichen eins Terdawg
do an jedoch nach der zweiten Zone
eintritt, so ist die Temperatur
der heissen Gase, durch die die Grana durchgeregnet sind, wesentlich durch dia Verdampfungstrocknung
in der zweiten Zone vermindert.
-
So @ also zeigen die Temperaturprofile des festem Materials über die
LAngs der Trommel nur eine geringe oder garkeine Temperaturerhöhung der Partikel
von dem Ende der ersten Zone bi su dem Punkt, an dem sie aus der Trommel ausgetravail
werden.Das wesentliche Verdampfungstrocknen macht einen wezentlichen Bereich der
Einstellung der Sprühung ond der heissen Gece möglich und macht es ferner für den
Betriebsüberwacher möglcihe,heisse oder kalte Stellen in der Trommel ; ost der Masse,des
ihn über den Aggomerierungspunkt ansteigen la könnte, zu vermeiden, Du Verfahrensdsten
varieren je nach dem zu behana Als Beispiel wird im folgenden die Verwendung einer
Aufschlämung beschrieben, die 83 % Ammoniumnitrat und 17 % Wasser enthält, wobei
sich im technischen Verfahren die folgenden te ergaben:
Die Temperatur
der erhitzten Luft bzw. des Gases am Einlassande der Trommel kann 430°F (221°C)
sein in einem Bereich von etwn 300 bis 600°F (149 - 298°C). Die aus der Trommel
austretenden Gase können eine Temperatur von 1950Y (90,6°C) haben innerhalb eines
Bereichs von im wesentlichen 150 bis 250°F (66,6 - 121°C). Die Temperatur der Aufschlämmung
kann 200°F (93°C) sein innerhalb eines Bereiches von im wesentlichen 100 bis 250°F
(38 - 121°C).
-
DarDrek,unt@rdemdi<&Anfschlssaamg'atehtpgemeBsenals
Druck der Luft bzw. des anderen versprühenden Gases der Düs t atnn65p.si.a(4e55kg/em)9innerhalbdesBe<
reiches von im wesentlichen 40 bis 100 p.s.i.g. (2,8 - 7 kg/ om2) sein. Die Temperatur
der Masse der Material-Teilchen kann 210°F (99°C), innerhalb eines Bereiches von
im wesentlichen 160° bis 220°F (71 - 104°C), betragen. Die Geschwindigkeit des erhitzten
Gases durch die Trommel kann 240 betragen, in einem Bereich von im wesentlichen
100 bis 350 ft./min (30,48 - 106,7 m/Min).
-
Litnge und Durchmesser der Trommel kann je nach den spesiellen oben
angegebenen Daten variieren.Für das Granulieren von Ammoniumnitrat,wie es oben b@schrieben
ist, kann kann Beschickungszone der Trommel etwa 4 Fuss (122cm) lang sein, während
die beiden anderen Zonen - mi tden
Blättern 11 und begrenzt durch
die Zwischenwandung 12 -e etwu 12 Fuse (366 cm) lang sein könne. Diese Werte sind
jedoch nicht begrenzend.