DE2355660A1

DE2355660A1 - Verfahren und einrichtung zum prilling von duengemitteln

Info

Publication number: DE2355660A1
Application number: DE19732355660
Authority: DE
Inventors: Antonio Ferreira Viei Bernarda; Jose Mendes Marwues
Original assignee: UNIAO FABRIL DO AZOTO Sarl
Current assignee: Quimigal-Quimica De Portugal Ep Lisboa Pt
Priority date: 1973-11-07
Filing date: 1973-11-07
Publication date: 1975-05-15
Also published as: DE2355660C3; DE2355660B2

Description

Verfahren und Einrichtung zum Prilling von Düngemitteln

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum "Prilling¹¹ von einfachen oder gemischten Düngemitteln, die hauptsächlich Ammonsalpeter und seine Verbindungen, wie 20,5/4, 26% und 33% N und Ammonsulfatsalpeter enthalten. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens in Aiagen mit Prilltürmen.

Das "Prilling" von Düngemitteln, wie Ammonsalpeter und Harnstoff in Prilltürmen, kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden, und zwar unter Verwendung von

Mundstücken (Düsen) Drehkörben und Prillscheiben.

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Die beiden ersten Möglichkeiten, bei denen das Produkt mit einer kreisförmigen Bewegung in den Turm geworfen wird, erfordern sehr große Abmessungen, damit das Produkt nicht unter der Wirkung der Zentrifugalkraft gegen die Turmwände prallt. Beim letztgenannten Verfahren können kleinere Türme verwendet werden_f weil das Produkt senkrecht austritt. Hierin liegt ein Vorteil dieses Verfahrens, da geringere Kosten anfallen. Jedoch bringt die Arbeitsweise dieser TUrme beim letztgenannten Verfahren eine Vielzahl von Problemen mit sich, und zwar im wesentlichen im Zusammenhang mit solchen Anlagen, die gemischte Düngemittel mit niedrigem Stickstoffgehalt (20,5% auf 27% N Salpeterkalkstein und Ammonsulfatsalpeter) herstellen, wobei zusätzliche feste, fein verteilte Nährstoffe in der zu prillenden Suspension eingeschlossen sind.

Beispielsweise neigen die Streuöffnungen der Prillscheibe auf dem Turmkopf zum Verstopfen, wobei dann die Anlage stillgelegt werden muß, um die Streuöffnungen zu waschen und zu reinigen. Da andererseits das Speisegefäß der Prillscheibe zu groß ist, muß es isoliert und erwärmt werden, um die Suspension auf den besten Betriebsbedingungen fUr die Prillscheibe zu halten. Weiterhin neigt das Düngemittel dazu, an den Seitenwänden des Speisegefäßes zu haften, da die Suspension durch Rührerbewegungen gegen die Wände geschleudert wird. Dadurch werden innerhalb des Gefäßes feste Schlammagglomerate gebildet, die herabfallen und die Streuöffnungen verstopfen. Auch macht die große Höhe von 1 bis 1,15 m (40 - 45") die Verwendung eines Rührers mit einer sehr langen, freitragenden Welle erforderlich, was erhebliche mechanische Probleme mit sich bringt und zu einer geringen Arbeitsausbeute führt.

Bekanntlich wurden viele Versuche unternommen, um die Betriebsbedingungen derartiger Anlagen zu verbessern· Dabei ist es nicht gelungen, die Betriebszeiten der Anlagen zu verlängern und ihre Stillegungen zu vermeiden. Der Grund für das Scheitern dieser Versuche liegt darin, daß man zwei oder drei Gefäße am Prillturmkopf angeordnet hat, wobei

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eines oder zwei dieser GefäBe als Ersatzgefäße dienten, die gereinigt und gewartet wurden, während ein anderes in Betrieb war. Jedoch erlaubte die kurze Betriebsdauer jedes Gefäßes, manchmal nur wenige Stunden, keine kontinuierliche Arbeitsweise.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine tatsächlich wirksame Möglichkeit zum Prilling von einfachen oder gemischten Düngemitteln zu schaffen, wobei senkrecht gearbeitet wird_e Es soll ein kontinuierlicher Betrieb ermöglicht werden, bei dem unter Verwendung eines einzigen Speisegefäßes keine Reinigung der Prillscheibe oder des Speisegefäßes erforderlich winde

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung ein Verfahren zum Prilling von einfachen oder gemischten Düngemitteln in Anlagen mit Prilltürmen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß reines Ammonsalpeter oder ein Gemisch aus Ammonnitrat mit anderen Nährstoffen, wie Ammonsulfat oder zermdlenem Kalkstein, in verschiedenen Verbindungen, mit einer Wasserkonzentration, die Werte von unter 0,5% erreichen kann, senkrecht geprillt wird.

Erfindungsgemäß wird es möglich, Türme von kleineren Abmaßen zu verwenden. So erzielt man mit einem 5 χ 5 m Turm eine Ausbeute von ungefähr 400 Tonnen/Tag (17 Tonnen/Tag in 20,5% N), was bei den gleichen Abmaßen unter Verwendung von Drehkörben und Mundstücken unmöglich wäre. Eine erfindungsgemäß arbeitende Anlage mit einer Leistung von 300 Tonnen/Tag befindet sich bereits ein Jahr lang in Betrieb und mußte bisher kein einziges Mal wegen eines Versagens der Prillvorrichtung stillgelegt werden_t und zwar ohne daß es notwendig gewesen wäre, irgendwelche äußeren Einwirkungen auszuüben, wie etwa Hammerschläge oder Rüttelsysteme. Dabei wurden verschiedene Düngemittel, hergestellt, und zwar vom reinen Ammonsalpeter bis zu Salpeterkalkstein und Ammonsulfatsalpeter.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus

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der folgenden Besenreibung eines bevorzugten AusfUhrungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 ein Schema einer Anlage, die bei erfindungsgemäßem Betrieb eine erhöhte Ausbeute liefert}

Fig. 2 eine Seitenansicht des am Turmkopf angeordneten Speisegefäßes}

Fig. 3 den Grundriß des Speisegefäßes nach Figur 2;

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch das Speisegefäß nach Figur 2.

Gemäß Figur 1 wird ein Mischgefäß 4 Über eine Leitung 1 mit einer wässrigen Lösung mit 83% Ammonsalpeter oder einer anderen Konzentration gespeist. Durch eine Leitung 2 gelangt fein zermdlener Kalkstein in das Mischgefäß 4· Weiterhin ist eine Leitung 3 vorgesehen, durch die zusätzliche Bestandteile wie Eisensulfat (ausgeschossen von dem Sieb des Fertigproduktes) oder Ammoniak zugegeben werden« Die Speisung des Mischgefäßes erfolgt kontinuierlich und in angepaßten Mengen für die Gewinnung der verschiedenen, auf dem Markt vorhandenen Nitratarten, und zwar vom reinen Ammonsalpeter bis zum ärmsten Düngemittel (20,5%). Um eine gleichmäßige und innige Durchmischung der verschiedenen Bestandteile zu erreichen, wird das Mischgefäß 4- mit einem RUhrer ausgerüstet. Außerdem wird es beheizt, um die richtige Betriebstemperatur zu erzielen. Die Temperatur des Gemisches muß auf Werten Über dem Schmelzpunkt des Ammonsalpeter gehalten werden, wobei man so nahe wie möglich an dieser Temperatur bleibt, um Reaktionen des Gemisches zu vermeiden»

Es wurde gefunden, daß die Temperatur vorzugsweise zwischen etwa 80° und etwa 150° C liegt, wobei nicht gebrannter Kalkstein von solcher Korngröße verwendet wird, daß 100% durch ein Sieb mit 70 Tylenroschen hindurchgehen.

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Die aus dem Mischgefäß 4 kommende Suspension gelangt über eine Leitung 5 zu einer Pump® 6 und von dort aus über eine Leitung 7 zu einem Filter S₀ Das Filter 8 dient dazu, ungleichmäßige Teile der Suspension zucentfernen. Vom Filter 8 aus gelangt die Suspension über eine Leitung 9 in einen Filmverdampferkopf 10. Dieser arbeitet mit absteigendem oder abfallendem Film, wie es beispielsweise in der US-PS 2 089 945 beschrieben ist. Dabei fließt eine Lösung, die eine Verbindung und eine flüchtige Flüssigkeit enthält, im Gegenstrom zu einem beheizten, inerten Gas als kontinuierlicher Film über eine beheizte Oberfläche. Letztere wird auf einer Temperatur gehalten, die oberhalb des Schmelzpunktes der Verbindung im anhydrischen Zustand liegt. Die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit ist derart, daß der Film nur kurzzeitig mit der Oberfläche in Berührung gelangt, um eine Zersetzung der Verbindung zu vermeiden. Die Kontaktzeit reicht jedoch aus, die Suspension zu entwässern.

Da die Suspension als dünner Film nach unten fließt, wird ihr Wassergehalt vom Eintrittspunkt in den Verdampferkopf stufenweise reduziert bis zum Verdampferboden, wo ein im wesentlichen wasserfreies Produkt gewonnen wird. Vom Verdampferboden aus gelangt die Suspension über eine Leitung 11 in ein Speisegefäß 12 des Prillturmes 13. Die Verweilzeit der Suspension im Speisegefäß 12 soll so kurz wie möglich sein, weil das Produkt den Boden des Verdampfers 10 mit wenig Wasser verläßt und eine Temperatur besitzt, die derjenigen der Schlammerstarrung naheliegt. Das Speisegefäß 12 ist mit einem Rührer ausgerüstet, so daß die Suspension durch eine am Boden des Speisegefäßes 12 angeordnete Prillscheibe^QuVchgeht. Das Speisegefäß liegt konzentrisch zum Prillturm 13, welcher mit Luft gespeist wird, die in der Nähe seines Bodens eintritt. Die Luft wandert im Gegenstrom zu dem prillförmigen Produkt durch den Kopf des Prillturms.

Der Prillturm 13 besitzt die Form eines viereckigen Prismas mit einem dreieckigen, prismaförmigen Boden. Eine der Kanten

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zwischen den Basisflächen ist offen und speist eine Leitung 14, die zu einem Kühler 15 führt. Hier wird das Produkt gekühlt, bevor es zu einem Sieb 16 und anschließend zu einer Überzugstrommel 17 gelangt. Über eine Leitung 18 wird das Produkt -zum Lagerhaus gefördert. Die geometrische Form des Prillturmes stellt kein kritisches Merkmal, dar. So kann der Prillturm auch einen viereckigen, rechteckigen oder runden Querschnitt besitzen.

Im Zusammenhang mit den Figuren 2, 3 und 4 sollen einige Versuche erläutert werden, die gemacht wurden, um die Arbeitsweise der Scheiben und das Prilling zu verbessern. Die ersten Speisegefäße waren rund, besaßen einen Rührer und maßen in der Höhe 800 - 1 200 mm. Ihre Durchmesser betrugen zwischen 650 und 750 mm. Die Prillscheibe war auf dem Gefäßboden durch Flansche festgelegt. Um die Ursache für die mangelhafte Betriebsweise dieser Anordnungen zu beheben, wurden verschiedene Veränderungs- und Verbesserungsversuche unternommen. So hat man beispielsweise einen von unten gegen die Prillscheibe schlagenden Hammer verwendet, der sich später mit einem von oben schlagenden Hammer abwechselte, um den Schlamm in den Bohrungen nicht erstarren und die Prillscheibe nicht verstopfen zu lassen. Weiterhin wurde die Zahl (4, 6 und 8) der Rührflügel und deren Neigungswinkel geändert, um der Suspension am Eintritt der Prillscheibe eine zweckmäßige und schnelle Bewegung zu erteilen. Auch sah man im Bereich der Rührflügel eine Kammer vor, welche unten durch die Prillscheibe und oben durch eine gelochte Scheibe begrenzt wurde, um zu verhindern, daß der Schlamm gegen die Gefäßwände geschleudert wurde und auf diese Weise feste, d.ie Prillscheibe verstopfende Agglomerate bildete. Ein weiterer Versuch bestand darin, eine mit den inneren Gefäßwänden durch ein Kreuzstück verbundene Teflonhülse vorzusehen, um die mechanischen Mängel der RUhrerwelle, die durch ihre Länge bedingt waren, zu beseitigen. Die Prillscheibe besaß zwischen 3 000 und 7 000 Bohrungen mit verschiedenen Durchmessern. Sofern hingegen keine Verstopfung erfolgt und das Produkt nur kurze Zeit im Gefäß verweilt, kann dieses viel kleiner und niedriger ausgebildet werden, wodurch

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sich die Arbeitsweise des Ruhrers verbessert und dessen mechanische Mängel entfallen.

Die Arbeitsweise der Rührflügel war ähnlich der einer Passiermaschine (passe-vite). Die Rührflügel zwangen den Schlamm dazu, durch die Bohrungen hindurchzuströmen, wobei Tropfen an der Außenseite der Bohrungen gebildet wurden, die die ganze Oberfläche der Scheibe bedeckten. Unter der Wirkung der Schwerkraft fMen die Tropfen im Gegenstrom zu der durch den Prillturm aufsteigenden Luft nach unten. Das auf diese Weise gewonnene Produkt war sehr ungleichmäßig und enthielt einen großen Anteil von ausgeschossenen Grobkörnern sowie manchmal derart große Agglomerate, daß diese über der gesamten Höhe des Prillturmes nicht erstarrten. Andererseits erstarrten einige Tropfen vor der Ablösung von der Prillscheibe, so daß letztere verstopft wurde.

Erfindungsgemäß hingegen arbeitet der Rührer als Laufrad ähnlich dem einer Schleuderpumpe und wirft das Produkt durch die nur am Umfang der Prillscheibe vorgesehenen Bohrungen, und zwar mit einer vorgegebenen Anfangsgeschwindigkeit, die von der Flügelgeschwindigkeit und von dem im Prillturm aufsteigenden Luftstrom abhängt. Die Einstellung dieser Variablen, nämlich FlUgelgeschwindigkeit, Bohrungsdurchmesser und Speisefluß, ermöglicht somit eine bessere Qualitätssteuerung des Fertigproduktes im Hinblick auf die Größe und Form der Körner, weil nämlich das Herabfallen des Produktes unabhängig ist von seinem Gewicht, von seiner Viskosität und vom höheren oder niedrigeren Wirkungsgrad des Schwingungssystems.

Da das RUhrer-Laufrad einen Druck auf den Schlamm am Eintritt in die Bohrungen ausübt, kann man

a) den Bohrungsdurchmesser vergrößern,

b) Verstopfungen vermeiden,

c) kleinere Feinkörner herstellen,

d) bei gleicher Leistung die Herstellungskapazität erhöhen.

Bei den ähnlich einer Passiermaschine arbeitenden RUhrern

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neigt der nicht durch die Bohrungen hindurchgehende Schlamm dazu, unter der Druckwirkung der Flügel an den Gefäßwänden nach oben zu steigen. Verwendet man hingegen erfindungsgemäß ein RUhrer-Laufrad, das in einer niedrigen, im Mittelteil der Flügel mit dem zu prillenden Schlamm gespeisten Zylinderkammer arbeitet, so findet kein Aufsteigen des Schlammes an den Wänden statt, da der gesamte Schlamm von den Flügeln durch die Bohrungen getrieben wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie in den Figuren 2, und 4 dargestellt ist, bietet also die Möglichkeit, gute Ergebnisse zu erzielen, ohne daß die oben erläuterten Nachteile auftreten.

Entsprechend der Zeichnung ist ein kegelstumpfförmiges SpeisegefäS 19 vorgesehen, dessen obere größere Basis 20 einen Durchmesser von etwa 350 mm besitzt. Die untere kleinere Basis 21 ist offen und steht mit einer Kammer 22 für die Rührflügel in Verbindung. Diese Kammer besitzt die Form eines Zylinders von etwa 50 mm Höhe und etwa 600 mm Durchmesser. Ihre Unterseite besteht aus einer Prillscheibe 23, welche an einem Flansch befestigt ist. Die gesamte Anordnung ist unter Verwendung von Klappen 24 an Balken des Turmkopfes befestigt und besitzt insgesamt eine Höhe von etwa 300 mm und ein Gewicht von etwa 110 kg. Sie besteht aus rostfreiem Stahl und weist zur Versteifung metallische Stützen 25 auf.

Die aus dem Verdampfer 10 kommende Suspension tritt seitlich durch einen Einlaß 26 in das Speisegefäß ein. In der Achse des Kegelstumpfes liegt eine an das Flügelsystem angeschraubte Rührerwelle 27. Ein Stopfen 28 dient dazu, zur Steuerung des pH-Wertes der Suspension Ammonium einzubringen, und zwar im Hinblick auf die Ammoniumverluste, die im Verdampfer 10 auftreten. Die Prillscheibe besitzt rund 300 Bohrungen, die etwa 2 mm Durchmesser besitzen und am Umfang angeordnet sind.

Die beschriebene Anordnung hat sich bei der Herstellung beliebiger Produkte bewährt, ohne daß etwaige Abänderungen

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hätten vorgenommen werden müssen. Die Menge des hergestellten Produktes ist abhängig von der Flügelradgeschwindigkeit (FlUgelradwelle mit einem drehzahlr©gelbaren Elektromotor gekoppelt), von der Standhöhe des Produktes im SpeisegefäS und vom Durchmesser der Bohrungen in der Prillscheibe. Das Auswechseln der Prillscheibe läßt sich außerordentlich schnell durchführen (etwa eine halbe Stunde), da die gesamte Anordnung sehr leicht zu handhaben ist.

Um den Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verdeutlichen, zeigt die folgende Tabelle einige Beispiele aus dem Produktionsbereich einer industriellen Anlage, und zwar ermittelt zu verschiedenen Jahreszeiten:

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PRODUKT	GEMISCH	Ammon Mtrat als 100$	Gebrochener Kalkstein	Ammon Sulfat	Stündlich·· Herstellung	Gesamtes Harnstoff	KOEUaROSSSAITALYSE	4 mm Z	2,8-4 mm ί°	2-2,8 mm Z	1-2 mm /	1 mm /
Ammonsulfat salpeter 26% N	38$	-	62/	7 t	26,2/	0,5	30,1	55,0	29,2	5,2
Ammonsulfat salpeter 30* H	65/	-	35/	4 t	30,2/	-	14,5	33,3	49,5
Bitrokalkstein 20,5$ TT	6o/	40/	-	12 t	' 20,5/	0,2	10,8	30,0	56,4	2,6
Nitrokalkstein . .· '26<fo H	Wo	24/	-	10 t .	26/	0	6,0	^V29,9	58,9	5,2
Ammonsalpeter 33,5/'N	98/	2/	-	10 t	55,8/	0,2	10,9	34,5	49,1

Die Korngrösseanalyse betriff das zum Lagerhaus, gesandten Produkt nach dieses zwischen 8-von verworfenen Grobkörnern und 10-12/ von verworfenen Peinkörnern im Siebe gelassen hat welche in das Mischgefäss rückgeführt sind.

2(3°/0

/09

cn CD CD CD

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Prilling von einfachen oder gemischten Düngemitteln in Anlagen mit Prilltürmen,

dadurch gekennzeichnet,

daß reines Ammonsalpeter oder ein Gemisch aus Ammonnitrat mit anderen Nährstoffen, wie Ammonsulfat oder zermahlenem Kalkstein, in verschiedenen Verbindungen, mit einer Wasserkonzentratiori, die Werte von unter 0,5% erreichen kann, senkrecht geprillt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß ein kegelstumpfförmiges Speisegefäß mit seiner kleineren Basis an eine Zylinderkammer angeschlossen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, .

daß die zu prillende Suspension Über das Speisegefäß in die Zylinderkammer eintritt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die zu prillende Suspension von einem Rührer, dessen Flügel innerhalb der Zylinderkammer umlaufen, durchgerührt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Boden der Zylinderkammer aus einer Scheibe besteht, deren Bohrungen in zwei konzentrischen Kreisen am Umfang angeordnet sind.

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6. Verfahren nach einem der AncprC'cne 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührer als Laufrad arbeitet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Suspension durch Geschwindigkeitsregelung der Flügel des RUhrer-Laufrades auf einem vorgegebenen Druck gehalten wird.

8. Verfahren nac h einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Flügelebene im Winkel zur Waagerechten geneigt liegt, um beim Eintritt in die Prillscheibe einen vorgegebenen Suspensionsdruck aufrechtzuerhalten, der an die sich aus dem System ergebenden Herstellungsbedingungen angepaßt ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die zu prillende Suspension Ammonsalpeter enthält.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß die Suspension aus Ammonsalpeter mit einem oder mehreren, festen und feinverteilten Nährstoffen besteht.

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