DE2006507B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Prillen von Schmelzen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Prillen von SchmelzenInfo
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
- B01J2/16—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by suspending the powder material in a gas, e.g. in fluidised beds or as a falling curtain
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Description
25
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prillen von Schmelzen, bei dem die
Schmelze mittels eines rotierenden Sprühkorbes oder mittels unter Druck stehender Sprühdüsen in ein mittels
Luft erzeugtes Fluidatbett, dem ein Puder in einer Teilchengröße kleiner als 60 Mikron zugesetzt wird,
versprüht wird.
Die heißen Schmelzen müssen schnell in einen körnigen, festen Zustand überführt werden und
gegebenenfalls 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 Tropfeneinrichtungen wie z. B. Lochbehalter,
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 nach der
DT-AS 13 00 096 bekannt, dieses Verfahren dadurch zu verbessern, daß dem Luftstrom geringe Mengen Staub
in Form von Puder zugesetzt werden. Auf diese Weise wird eine bessere Abkühlung und damit Erstarrung der
Tröpfchen herbeigeführt, was zur Verkürzung der Fallstrecke führt und gleichzeüg eine Puderung
bewirkt. Das Verfahren mit dem staubdurchmischten Luftstrom ist unter anderem dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsgeschwindigkeit der Luft Vorzugsweise bei 36,6 bis 122 cm/sec liegt und damit 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-Kreislaufmenge. Bei der verwendeten
feststehenden Tropfeinrichtung ist eine geringe Staubdichte von vorzugsweise 7,95 bis 23,9 kg/m3 bei
hoher Staubluftgeschwindigkeit erforderlich, um eine Verstopfung oder Verklebung der Tropfeinrichtung zu
vermeiden.
Auch wird die Tropfeinrichtung so angeordnet, daß sie im strömungsfreien 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 nach der DT-AS
13 00 096 arbeitet mit einem Fluidatbett in dünner Phase und mit einem Wirbelbett, das sich im Zustand einer
beginnenden Fluidisation befindet. In diesem Wirbelbett sind Wärmetauscher angeordnet, um die Erstarrungswärme abzuführen. Bekanntlich ist der Wärmeübergang
in einem Wirbelbett geringer als in einem Fluidatbett. Bei dem bekannten Verfahren ist es aber nicht möglich,
die Wärmetauscher in dem Fluidatbett mit dünner Phase unterzubringen, da anderenfalls die noch nicht
völlig erstarrten Prills auf diese Kühleinrichtung treffen und zerstört würden.
In einem Prillturm ohne oder mit nur geringer Staubzugabe, d. h. mit staubfreier oder fast staubfreier
Kühlung de" Prills, findet die Anhäufung der Prills in
einem bevorzugten Bereich des Bodens statt, und zwar im größten Kreis des Wurfkegels. Eine ungleichmäßige
Anhäufung auf dem perforierten Boden führt zu ungleichmäßiger Luftströmung und damit vermindertem
Kühleffekt im Turm.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Verfahren zu beseitigen und
ein Verfahren zu finden, das geringstmöglichen Apparateeinsatz und Bauaufwand bei bestmöglicher
Kornqualität garantiert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Versprühen in einem Fluidatbett erfolgt,
welches eine Dichte von mindestens 100 kg/mJ und eine Luftgeschwindigkeit von 10 bis 20 cm/sec aufweist.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die aus einem Turm, der im oberen Teil eine Einrichtung
zum Versprühen der Schmelze, und im unteren Teil einen Produktablauf und Einrichtungen für die Zugabe
der Luft und des Puders zur Erzeugung eines Fluidatbettes enthält, 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 Turmes Kühleinrichtungen
für die Kühlung der Luft und des Puders vorgesehen werden. Diese Wärmetauscher sind im Fluidatbett,
welches eine Dichte von mindestens 100kg/mJ besitzt,
anzuordnen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Fluidatbett in dichter Phase
vorliegt und die Luftgeschwindigkeit unter dem Austragungspunkt liegt. Hierdurch werden folgende
Wirkungen erzielt:
Staub wird nur in geringem Maße aus der Vorrichtung ausgetragen und es werden somit keine
umfangreichen und aufwendigen Staubabscheideeinrichtungen erforderlich. Die Tröpfchen aus der Prilleinrichtung
gelangen direkt in die dichte Phase, werden hier abgebremst, erreichen somit eine geringe 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 Puder in Berührung kommen, findet eine einbrennähnliche
Verbindung der Materialien statt, wodurch die Prills sehr abriebfest werden. Da die Wärmetauscher in dem
Fluidatbett von dichter Phase angeordnet sind, findet ein intensive' 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 des Fluidatbettes und der noch flüssigen Oberfläche der Schmelztropfen nahezu
vollständig. Der Gasdurchsatz ist gegenüber bekannten Verfahren geringer, da mit kleineren Luftpeschwindigkeiten
gearbeitet wird. In Anbetracht dieser besseren Verhältnisse kann ein Turm geringerer Höhe von etwa
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 ein gleichmäßiges Fluidatbett.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 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 4 werden die Prills gepudert und gekühlt
und erstarren. Infolge der Schräge de Anströmbodens rutschen sie auf diesem /ur Mitte und lallen in den
Entstauber 5. Aus dem Entstauber 5 gelangt das entstaubte Gut in den Produktkühler 6. von wo es /ur
Weilerbearbeitung abgezogen wird.
Die zur Erzeugung des lluidutbeties 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 /.um
lü anderen Teil über die Leitung 9 dem Boden des Prillturmes direkt zugeführt wird. Die Luft aus Leitung 9
durchströmt den Anströmboden 4 und bewirkt den Aufbau und den Schwebezustand des Fluidatbettes 3.
Sie wird ergänzt durc. die aus dem Entstauber 5 aufsteigende Luft, welch,..' vermischt ist mit dem nach
hier eingetragenen Staub.
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 Prill turm über
die Sammeleinrichtung 10 verlassenden Luftstrom ausgetragen werden, 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 Fluidatbeites bei. Ist der vVärmeeintrag durch das heiße Schmelzgut so groß, daß
eine genügende Abkühlung der Prills allein durch die
ω Luft nicht bewirkt werden kann, werden im Fluidatbett
Kühleinrichtungen 13 in bekannter Bauweise angeordnet. Die Kühleinrichtungen sind so angeordnet, daß
weder eine Beeinträchtigung des Fluidatbettes noch eine Anhäufung der frei fallenden Prills auf den Kühlern
y> eintreten kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zum Prillen von Schmelzen, bei dem die Schmelze mittels eines rotierenden Sprühkorbes
oder mittels unter Druck stehender Sprühdüsen in ein mittels Luft erzeugtes Fluidatbett, dem ein Puder
in einer Teilchengröße kleiner als 60 Mikron zugesetzt wird, versprüht wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Versprühen in ein Fluidatbett erfolgt, welches eine Dichte von mindestens 100 kg/mJ und eine Laufgeschwindigkeit
von 10 bis 20 cm/sec aufweist.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem vertikalen
Turm, der im oberen Teil eine Einrichtung zum Versprühen der Schmelze und im unteren Teil einen
Produktablauf und Einrichtungen für die Zugabe der Luft und des Puders zur Erzeugung eines Fluidatbettes
enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Zugabe der Luft ein Glockenboden
ist.
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