DE2006507B2

DE2006507B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Prillen von Schmelzen

Info

Publication number: DE2006507B2
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: 1978-04-06
Also published as: DE2006507A1; GB1352371A; FR2078592A5; NL7100639A; DE2006507C3; CA939469A

Description

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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/m^J 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/m^J 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

Patentansprüche:

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/m^J 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.