DE2006507A1

DE2006507A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Prillen von Schmelzen

Info

Publication number: DE2006507A1
Application number: DE19702006507
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 4630 Bochum Wengeler
Original assignee: Friedrich Uhde GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1970-02-13
Filing date: 1970-02-13
Publication date: 1971-08-26
Also published as: GB1352371A; CA939469A; DE2006507B2; FR2078592A5; DE2006507C3; NL7100639A

Description

FRIEDRICH UHDE GMBH
Dortmund

Aktenzeichen: 20 008
6. Februar 19 70

Verfahren und Vorrichtung zum Prillen von Schmelzen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prillen von Schmelzen, bei dem die Schmelze mittels eines gelochten, schnell rotierenden Sprühkorbes oder mittels unter Druck stehender Sprühdüsen versprüht wird, insbesondere zum Prillen von Düngemittelschmelzen.

Die heißen Düngemittelschmelzen müssen schnell in einen körnigen, -J festen Zustand überführt werden und ggf. muß das Korn eine Puderung erhalten, um stabil für Transport und Lagerung zu sein. Darüber hinaus soll das Verfahren apparativ nicht aufwendig und möglichst störungsfrei arbeiten.

Es ist bekannt, Prills derart herzustellen, daß die Schmelze■durch Tropfeinrichtungen wie z.B. Lochbehälter, in einen Prillturm läuft, und zwar in Tröpfchenform und diese Tröpfchen im Turm im freien Fall im Gegenstrom zu Luft oder einem gleichwertigen Medium von dieser gekühlt werden und dann zu Prills erstarren. Prilltürme werden als Stahlkonstruktion oder in Massiv-Bauweise erstellt. Weiterhin ist bekannt, dieses Verfahren dadurch zu verbessern, daß dem Luftstrom geringe Mengen Staub in Form von Pudermaterial zugesetzt wird. Auf ^ diese Weise wird eine bessere Abkühlung und damit Erstarrung der Tröpfchen herbeigeführt, was zur Verkürzung der Fallstrecke führt und gleichzeitig eine Puderung bewirkt. Das Verfahren mit dem staub«- durchmischten Luftstrom ist unter anderem dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Luft weit über dem Austragungspunkt für den Staub liegt und somit große Mengen Staub aus dem Prillturm ausgetragen werden. Für die Wiedergewinnung dieser Staubmengen ist eine umfangreiche und aufwendige Abscheideapparatur notwendig. Das bekannte Verfahren arbeitet mit einer großen Staub-Kreis- ■, laufmenge. Bei der verwendeten feststehenden Tropfeinrichtung ist eine geringe Staubdichte bei hoher Staubluftgeschwindigkeit erfor- ' derlich, um ein Verstopfen oder Verkleben der Tropfeinrichtung zu

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vermeiden. Auch wird die Tropfeinrichtung so angeordnet, daß sie im etrömungsfreien Raum bezüglich des Staub-Luftstromes liegt. Daher verzichtet sie auf mögliche Verkleinerung des Turmes. Die Höhen der bekannten Prilltürme liegen zwischen 2 - 5 D.

Wollte man bekannte Prilleinrichtungen wie Sprühkörbe oder Druckdüsen verwenden, die die Tröpfchen mit größerer Geschwindigkeit als der freien Fallgeschwindigkeit von der Tropfeinrichtung wegbringen, so wäre der Staubantrag mittels des bekannten Verfahrens an die Prillkörner zu gering. Prilleinrichtungen wie Sprühkörbe oder Druckdüsen haben höheren Durchsatz als Tropfeinrichtungen mit rein statischem Durchlauf. Der Staubantrag nach bekannter Art ist deshalb nicht ausreichend. Das bekannte Verfahren arbeitet mit einer Wirbelschicht in dünner Phase und mit einer Schutt schicht, die sich im Zustand einer beginnenden Fluidisation befindet. In dieser Schüttschicht sind Wärmetauscher angeordnet, um die Erstarrungswärme abzuführen. Bekanntlich ist der Wärmeübergang in einer Schuttschicht geringer als in einer Wirbelschicht. Bei dem bekannten Verfahren ist es aber nicht möglich, die Wärmetauscher in der Wirbelschicht mit dünner Phase unterzubringen, da anderenfalls die noch nicht völlig erstarrten Prills auf diese Kühleinrichtungen treffen und zerstört wurden.

In einem Prillturm ohne oder mit nur geringer Staubzugabe, d.h. mit staubfreier oder fast staubfreier Kühlung der Prills, findet die Anhäufung der Prills in einem bevorzugten Bereich des Bodens statt, und zwar im größten Kreis des Wurfkegeis. Eine ungleichmäßige Anhäufung auf dem perforierten Boden führt zu ungleichmäßiger Luftströmung und damit vermindertem KUhleffekt im Turm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Verfahren zu beseitigen und ein Verfahren zu finden, daß geringstmöglichen Apparateeinsatz und Bauaufwand bei bestmöglicher Kornqualität garantiert.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Versprühen der Düngemittelschmelze in einem Fluidatbett erfolgt, welches eine Dichte von mindestens 100 kg/m³ und eine Mediumsgeschwindigkeit von 10 - 20 cm/see. aufweist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Puder züge· setzt mit einer Teilchengröße kleiner als 60 Mikron.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die aus dem vertikalen Turm, der im oberen Teil eine Einrichtung zum Versprühen der Schmelze enthält und im unteren Teil einen Produktablauf und Ein- M richtungen für die Zugabe der Luft zur Erzeugung eines Wirbelbettes, zeichnet sich dadurch aus, daß die Einrichtung für die Zugabe der Luft ein Glockenboden ist. Für die Abfuhr von übermäßiger Erstarrungswärme können im unteren Teil des Prillturnes Kühleinrichtungen vorgesehen werden. Diese Wärmetauscher sind im Fluidatbett, welches eine Dichte von mind. 100 kg/m besitzt, anzuordnen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Wirbelschicht in dichter Phase vorliegt und die Mediunsgeschwindigkeit unter dem Austragungspunkt liegt. Hierdurch werden folgende Wirkungen erzielt:

Staub wird nur in geringem Maß aus der Vorrichtung ausgetragen und * es werden somit keine umfangreichen und aufwendigen Staubabscheide- ™ einrichtungen erforderlich. Die Tröpfchen aus der Prilleinrichtung gelangen direkt in die dichte Phase, werden hier abgebremst, erreichen somit eine geringere Fallgeschwindigkeit und damit eine längere Verweilzeit im Turm. Die Abbremsung der Prills in der dichten Phase hat darüber hinaus zur Folge, daß der Wurfkegel der Prills eine Einengung erfährt. Der Durchmesser des Prillturmes läßt sich folglich vermindern und führt zur Reduzierung des Bauaufwandes.

Da die heißen Schmelztröpfchen direkt mit dem Pudermaterial in Berührung kommen, findet eine einbrenn-ähnliche Verbindung der Materialien statt, wodurch die Prills sehr abriebfest werden. Da die Wärmetauscher in der Wirbelschicht in dichter Phase angeordnet sind,

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findet ein intensiver Wärmeaustausch zwischen Staubpartikel und Wärmetauscher und daraus folgend ein hoher Wärmeübergang von den Prills an die Staubpartikel statt. Die Wärmeabfuhr nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird verbessert. Die Bepuderung der Prills ist wegen der größeren Dichte der Wirbelschicht und der noch flüssigen Oberfläche der Schmelztropfen nahezu vollständig. Der Gasdurcheatz ist gegenüber bekannten Verfahren geringer, da mit kleineren Luft- oder Mediumsgeschwindigkeiten gearbeitet wird. In Anbetracht dieser besseren Verhältnisse kann ein Turm geringerer Höhe von ca. 1-1,5 D Einsatz finden.

Bei Versprühen der Schmelze in das dichte Fluidatbett resultiert aus der unterschiedlichen Abbremsung eine gleichmäßige Verteilung der Prills auf dem Boden des Turmes. Diese gleichmäßige Verteilung der Prills auf dem perforierten Boden bewirkt gleichmäßige Luftströmung und damit eine gleichmäßige Wirbelschicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Figur 1 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:

Die Düngemittelschmelze wird der Sprühvorrichtung 1 zugeführt und mittels des schnell rotierenden Sprühkorbes 2 versprüht. In dem Fluidatbett 3, das in dichter Phase vorliegt, treffen die Tröpfchen, auch Prills genannt, auf die Staubpartikel. Auf ihrem Weg bis zum Anströmboden ·» werden die Prills gepudert und gekühlt und erstarren. Infolge der Schräge des Anströmboden rutschen sie auf diesem zur Mitte und fallen in den Entstauber 5. Aus dem Entstauber 5 gelangt das entstaubte Gut in den Produktkühler 6, von wo es zur Weiterbearbeitung abgezogen wird.

Die zur Erzeugung des Fluidatbettes 3 erforderliche Luft wird über ein Förderorgan 7 zum Teil über die Leitung 8 dem Entstauber 5 zugeführt, wo das Prillgut von dem überflüssigen Staubgut getrennt wird und zum anderen Teil über die Leitung 9 dem Boden des Prillturmes direkt zugeführt. Die Luft aus Leitung 9 durchströmt den Anströmboden und bewirkt den Aufbau und den Schwebezustand des Fluidatbettes 3. Sie wird ergänzt durch die aus dem Entstauber 5 aufsteigende Luft, welche vermischt ist mit dem nach hier eingetragenen Staub.

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Die geregelte Staubzufuhr erfolgt seitlich, unten in den Prillturm. Das Fluidatbett 3 soll im oberen Teil des Prillturmes oberhalb der Sprühzone begrenzt sein. Für Staubpartikel, die trotzdem mit dem den Prillturm über die Sammeleinrichtung 10 verlassenden Luftstrom ausgetragen ν den, ist die Abluftentstaubung 11 vorgesehen. Hier findet Trennung der Luft von den Staubpartikeln statt. Die Luft selbst tritt in die Atmosphäre aus. Der abgeschiedene Staub fällt über die Leitungen 12 zurück in den unteren Teil des Prillturmes und trägt zum Aufbau des Fluidatbettes bei. Ist der Wärm*ei ntrag durch das heiße Schmelzgut so groß, daß eine genügende Abkühlung der Prills allein durch die Luft nicht bewirkt werden kann, weiden im Fluidatbett Kühlexnrxchtungen 13 in bekannter Bauweise angeordnet. Die M Kühlexnrxchtungen sind so angeordnet, daß weder eine Beeinträchtigung des Fluidatbettes noch eine Anhäufung der frei fallenden Prills auf den Kühlern eintreten kann.

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Claims

- 6 - 20

Patentansprüche

Verfahren zum Prillen von Schmelzen, insbesondere von Düngemittelschmelzen, bei dem die Schmelze mittels eines rotierenden Sprühkorbes oder mittels unter Druck stehender Sprühdüsen versprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Versprühen in einem Fluidatbett erfolgt, welches eine Dichte von mindestens 100 kg/m und eine Mediumsgeschwindigkeit von 10 - 20 cm/sec. aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Puder in einer Teilchengröße kleiner als 60 Mikron zugesetzt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, bestehend aus dem vertikalen Turm, der im oberen Teil eine Einrichtung zum Versprühen der Schmelze in Prills enthält und im unteren Teil einen Produktablauf und Einrichtungen für die Zugabe der Luft und des Puders zur Erzeugung eines Wirbelbettes, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Zugabe der Luft ein Glockenboden ist.

H. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Schacht Kühleinrichtungen für die Kühlung von Luft und Pudermaterial enthält.

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