DE3712494C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Granulation mineralischer Düngemittel aus einer Schmelze nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem solchen aus dem SU-Urheberschein Nr. 8 22 871 bekannten Verfahren wird die erwärmte Luft aus der Zerkleinerungszone bzw. der Kristallisationszone abgeführt und durch eine Absperrarmatur in zwei Teile getrennt. Etwa 50% der Luftgesamtmenge wird durch eine Rohrleitung in die Reinigungs- und Abkühlungszone geleitet, in der die Luft durch Besprühen mit einer fein verteilten Spülflüssigkeit von den aufgenommenen staubförmigen Teilchen des mineralischen Düngemittels gereinigt und abgekühlt wird. Der restliche Luftanteil bleibt ungereinigt und wird nicht abgekühlt. Der gereinigte und abgekühlte Luftanteil wird aus der Reinigungs- und Abkühlungszone abgeführt, durch einen Tropfenfänger geleitet und mit der ungereinigten und nicht abgekühlten Luft vermischt. Die vermischte Luft wird durch ein Gebläse komprimiert und durch eine Rohrleitung in die Kristallisationszone zurückgeführt. Die Temperatur in der Kristallisationszone wird durch Veränderung des Durchsatzes der zugeführten Luft und durch das Mengenverhältnis der gereinigten und abgekühlten Luft zur ungereinigten und nicht abgekühlten Luft konstant gehalten.

Das bekannte Verfahren hat jedoch einen geringen Wirkungsgrad, da etwa 80% des Energieaufwands für das Verdichten der Luft auf eine Überwindung des Widerstands des Gebläses und der Absperrarmatur entfallen. Außerdem findet eine Ablagerung der staubförmigen Teilchen des mineralischen Düngemittels in dem Gebläse, der Absperrarmatur und in den Rohrleitungen statt, was zu einem Stillstand der Anlage führen kann. Weiterhin sind die Temperaturverhältnisse in der Kristallisationszone schwer zu regeln, da gleichzeitig das Gebläse, die Absperrarmatur und das Vermischen der gereinigten und abgekühlten Luft mit der ungereinigten und nicht abgekühlten Luft gesteuert werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Granulation mineralischer Düngemittel aus einer Schmelze mit hohem Wirkungsgrad zu schaffen.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom gattungsgemäßen Stand der Technik durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Patentanspruchs gelöst.

Dadurch, daß die Luft unmittelbar in der Reinigungs- und Abkühlungszone durch die Einwirkung der feinverteilten Spülflüssigkeit verdichtet wird, wird für die Verdichtung der Luft kein Gebläse benötigt. Zudem wird eine Ablagerung der staubförmigen Teilchen von mineralischem Düngemittel verhindert. Folglich ist der Wirkungsgrad des Verfahrens hoch.

Die Temperaturverhältnisse in der Kristallisationszone lassen sich allein durch Veränderung der Berieselungsdichte der Spülflüssigkeit in der Reinigungs- und Abkühlungszone und durch eine Temperaturveränderung der Spülflüssigkeit ändern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung, die ein Flußdiagramm einer Anlage zur Durchführung eines Verfahrens zur Granulation mineralischer Düngemittel zeigt, näher erläutert.

Gemäß dem Flußdiagramm wird eine Schmelze eines mineralischen Düngemittels einem Schmelzenzerstäuber 1 über eine Rohrleitung 2 zugeführt. Der Schmelzenzerstäuber 1 befindet sich im Oberteil eines Prillingturms 3. Die Schmelze strömt strahlförmig in eine Zerkleinerungszone 4 des Prillingturms 3, in der die Strahlen in Tropfen aufgeteilt werden, wobei sich gleichzeitig staubförmige Teilchen des mineralischen Düngemittels bilden.

Die Schmelzetropfen gelangen in eine Kristallisationszone 5 des Prillingturms 3 über eine bedingte Zonengrenze, die durch die Linie 6 angegeben ist. In der Kristallisationszone 5 werden die Schmelzetropfen bei ihrem freien Fall im Luftmedium kristallisiert und Granulate hergestellt, wobei gleichzeitig staubförmige Teilchen des mineralischen Düngemittel gebildet werden. Das gebildete Granulat wird kontinuierlich aus der Kristallisationszone ausgetragen und durch einen Förderer 7 zur Abkühlung geführt., wonach es zu einem Fertigwarenlager geleitet wird.

Zur Durchführung der Granulation wird Luft kontinuierlich in die Kristallisationszone 5 im Gegenstrom zu den kristallisierenden Schmelztropfen eingeblasen, wobei die Luft durch eine Rohrleitung 8 aus der Kristallisationszone 5 austritt und in eine Reinigungs- und Abkühlungszone 9 eintritt. Die Luft kann der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 auch aus der Zerkleinerungszone 4 durch eine Rohrleitung 10 zugeführt werden. Die Luft erwärmt sich durch die Wärmeabgabe der Schmelztropfen und des Granulats, wenn sie die Kristallisationszone oder die Kristallisationszone und die Zerkleinerungszone durchströmt und nimmt die staubförmigen Teilchen des mineralischen Düngemittels auf. Falls die Luft nur die Kristallisationszone durchströmt, werden die staubförmigen Teilchen des mineralischen Düngemittels aus der Zerkleinerungszone in die Kristallisationszone durch natürliche Luftkonvention abgeführt.

In der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 wird die Luft durch Besprühen mit der fein verteilten Spülflüssigkeit mittels einer Sprühdüse 11 gleichzeitig von den staubförmigen Teilchen des mineralischen Düngemittels gereinigt, abgekühlt und komprimiert.

Die Berieselungsdichte q der Spülflüssigkeit wird in Abhängigkeit von der erforderlichen Luftgeschwindigkeit u in der Kristallisationszone vorgegeben, wobei die Abhängigkeit dieser Parameter (q von u) durch folgende Formel bestimmt ist:

wobei
q die Berieselungsdichte der Spülflüssigkeit in der Reinigungs-Abkühlzone in kg/(m² · s),
u die Luftgeschwindigkeit in der Kristallisationszone in m/s,
r der Halbmesser von Tropfen der Spülflüssigkeit in m,
ρ die Dichte der Spülflüssigkeit in kg/m³,
H die Länge der Reinigungs- und Abkühlzone in m,
S₁ die Querschnittsfläche der Reinigungs- und Abkühlzone in m²,
S₂ die Querschnittsfläche der Kristallisationszone in m²,
χ der dimensionslose Strömungswiderstandsbeiwert des Luftkreislaufs bezogen auf die Luftgeschwindigkeit (u) in der Kristallisationszone,
ξ der dimensionale Widerstandsbeiwert der Tropfen der Spülflüssigkeit und
v die Bewegungsgeschwindigkeit der Tropfen der Spülflüssigkeit in der Reinigungs- und Abkühlzone in m/s
ist.

Der Widerstandsbeiwert ξ der Tropfen der Spülflüssigkeit bezeichnet den Proportionalitätsfaktor zwischen der auf einen sich bewegenden Tropfen der Spülflüssigkeit einwirkenden Widerstandskraft und dem Produkt aus dem dynamischen Druck d. h. der Bewegungsgeschwindigkeit des Tropfens bezüglich der Luft mal der Fläche der Projektion des Tropfens auf eine senkrecht zur Bewegungsrichtung des Körpers verlaufenden Ebene. Der dimensionale Strömungswiderstandsbeiwert x des Luftkreislaufs bezogen auf die Luftgeschwindigkeit u in der Kristallisationszone ist der Kennwert des Gesamtdruckverlusts des Luftkreislaufs beim Granulieren in einem Turm.

In der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 erwärmt sich die Spülflüssigkeit durch die Wärmeabgabe der abzukühlenden Luft und nimmt aus dieser die staubförmigen Teilchen des mineralischen Düngemittels auf, welche sich in dieser Flüssigkeit auflösen.

Die gereinigte, abgekühlte und komprimierte Luft führt man aus der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 durch eine Rohrleitung 12 über einen Tropfenfänger 13 in die Kristallisationszone 5 zurück.

Dem gezeigten Flußdiagramm gemäß zirkuliert also die Luft im Kreislauf durch die Kristallisationszone 5, die Reinigungs- und Abkühlungszone 9, die Rohrleitungen 8 und 12 und den Tropfenfänger 13, oder im Kreislauf, durch die Kristallisationszone 5, die Zerkleinerungszone 4, die Reinigungs- und Abkühlungszone 9, die Rohrleitungen 10 und 12 und den Tropfenfänger 13.

Die Spülflüssigkeit, die gelöste staubförmige Teilchen des mineralischen Düngemittels enthält, wird aus der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 in einen Behälter 14 durch eine Rohrleitung 15 ausgeführt. In den gleichen Behälter werden die Tropfen der Spülflüssigkeit aus dem Tropfenfänger 13 über eine Rohrleitung 16 abgeführt. Aus dem Behälter 14 wird die Spülflüssigkeit durch eine Pumpe zur Abkühlung in einem Wärmeaustauscher 17 durch Rohrleitungen 18 und 19 und dann durch eine Leitung 21 in die Sprühdüse 11 gefördert.

Um die Zusammensetzung der Spülflüssigkeit konstantzuhalten, wird über die Rohrleitung 22 die frische Spülflüssigkeit kontinuierliche in den Behälter 14 zugeführt, wobei aus dem Behälter 14 über eine Rohrleitung 23 eine äquivalente Menge Spülflüssigkeit, die die gelösten staubförmigen Teilchen des mineralischen Düngemittels enthält, kontinuierlich abgeführt wird.

Als Spülflüssigkeit kann zum Beispiel eine 20- bis 60%ige wäßrige Lösung des mineralischen Düngemittels oder Wasser verwendet werden.

Wenn als Spülflüssigkeit die 20- bis 60%ige wäßrige Lösung des mineralischen Düngemittels dient, so wird die Spülflüssigkeit, welche die gelösten staubförmigen Teilchen des mineralischen Düngemittels enthält, durch die Rohrleitung 23 zur Verarbeitung für eine Verwertung des aufgenommenen Produkts zugeführt. Falls Wasser als Spülflüssigkeit zur Verwendung kommt, so wird es zusammen mit dem aufgenommenen Produkt durch die Rohrleitung 23 zur Reinigung für eine Gewinnung von reinem Wasser geleitet.

Wenn als Spülflüssigkeit eine wäßrige Lösung des mineralischen Düngemittels eingesetzt wird, so wird die Konzentration der Lösung in einem Bereich von 20 bis 60% aus Gründen der Sicherung der optimalen Bedingungen bei der Verwertung des aufgenommenen Produkts (der staubförmigen Teilchen des mineralischen Düngemittels) und gleichzeitig aus Gründen der Sicherung des wirksamen Verlaufs bei der Reinigung, Abkühlung und dem Komprimieren der Luft gewählt.

Die Luft ist bevorzugt mit einer fein verteilten Spülflüssigkeit zu besprühen, deren Tropfenhalbmesser r zwischen 0,25 · 10^-3 und 1,5 · 10^-3 m liegt.

Die Temperaturverhältnisse in der Kristallisationszone werden durch Änderung der Berieselungsdichte q der Spülflüssigkeit bevorzugt in einem Bereich von 0,8 bis 12 kg/(m²·s) und die Temperaturänderung der Spülflüssigkeit bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 50°C an ihrem Eintritt in die Reinigungs- und Abkühlungszone konstantgehalten.

Durch eine Änderung der Berieselungsdichte q der Spülflüssigkeit in dem oben angegebenen Bereich werden optimale Bedingungen beim Komprimieren der Luft gewährleistet, wird eine erforderliche Geschwindigkeit u der Luft in der Kristallisationszone in einem Bereich von 1 bis 2,5 m/s erreicht und eine Luftzirkulation durch die Kristallisations-, die Zerkleinerungs-, die Reinigungs- und Abkühlungszonen oder durch die Kristallisationszone und die Reinigungs- und Abkühlungszone, in einem geschlossenen Kreislauf gesichert.

Der dimensionslose Strömungswiderstandsbeiwert χ des Luftkreislaufs bezogen auf die Luftgeschwindigkeit u in der Kristallisationszone liegt dabei in der Regel zwischen 50 und 100. Der Widerstandsbeiwert ξ der Tropfen der Spülflüssigkeit hängt von dem Halbmesser r der Tropfen ab und schwankt in der Regel zwischen 0,44 und 0,54.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung aufgeführt:

Beispiel 1

Ammoniumnitratschmelze wird in einer Menge von 60 t/h mit einer Konzentration von 99,5% und einer Temperatur von 185°C durch die Rohrleitung 2 in den Schmelzenzerstäuber 1 des Prillingturms 3 zugeführt. Die Schmelze fließt strahlförmig aus dem Schmelzenzerstäuber 1 in die Zerkleinerungszone 4, deren Länge 2 m und deren Querschnittsfläche 80 m² betragen, in der die Strahlen in Tropfen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 2,5 mm aufgeteilt werden, wobei gleichzeitig staubförmige Teilchen des mineralischen Düngemittels gebildet werden sowie eine Entwicklung von Ammoniak aus den Schmelzentropfen vor sich geht. Die Schmelze tritt in Form von Tropfen aus der Zerkleinerungszone 4 in die Kristallisationszone 5, deren Länge 55 m und die Querschnittsfläche (S₂) 80 m² beträgt, über eine durch die Linie 6 angegebene bedingte Zonengrenze ein.

In der Kristallisationszone 5 werden die Schmelzentropfen während ihres freien Falls im Luftmedium kristallisiert und Granulat hergestellt, wobei staubförmige Teilchen von Ammoniumnitrat gebildet werden und Ammoniak aus den kristallisierenden Schmelzentropfen entwickelt wird.

Die Gesamtmenge der staubförmigen in der Zerkleinerungszone und der Kristallisationszone gebildeten Teilchen von Ammoniumnitrat beträgt 0,3 g pro 1 m³ Luft.

Die Gesamtmenge an Ammoniak, das sich aus den Schmelzentropfen in der Zerkleinerungszone und der Kristallisationszone entwickelt hat, beträgt 0,1 g pro 1 m³ Luft.

Das gebildet Granulat das Ammoniumnitrat, dessen Temperatur 123°C beträgt, wird aus der Kristallisationszone kontinuierlich abgeführt und durch den Förderer 7 zur Abkühlung geführt, wonach es zum Fertigwarenlager kommt.

Zur Durchführung der Granulation wird Luft kontinuierlich in die Kristallisationszone 5 im Gegenstrom zu den kristallisierenden Schmelzentropfen eingeblasen, wobei die Lufttemperatur 45,4°C, die Luftgeschwindigkeit u 2,00 m/s und die Luftmenge 576 000 m/h betragen. Die Luft erwärmt sich, wenn sie die Kristallisationszone durchströmt, auf eine Temperatur von 71°C durch die Wärmeabgabe von Schmelzentropfen und des Granulats und nimmt die staubförmigen in der Zerkleinerungszone 4 und Kristallisationszone 5 gebildeten Teilchen von Ammoniumnitrat und das aus den Schmelzentropfen in den erwähnten Zonen entwickelte Ammoniak auf, wonach sie durch Rohrleitung 8 aus der Kristallisationszone 5 austritt und in die Reinigungs- und Abkühlungszone 9 eintritt, welche eine Länge H von 40 m und eine Querschnittsfläche S₁ von 30 m² hat.

In der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 wird die Luft durch Besprühen mit der fein verteilten Spülflüssigkeit, deren Tropfen eines Halbmesser r von etwa 0,75 · 10^-3 m haben, mittels der Sprühdose 11 gleichzeitig von staubförmigen Teilchen des Ammoniumnitrats und von Ammoniak gereinigt, abgekühlt und komprimiert. Als Spülflüssigkeit dient die 20%ige wäßrige Lösung von Ammoniumnitrat, deren Temperatur 35°C und deren Dichte ρ 1100 kg/m³ beträgt.

Die Berieselungsdichte der Spülflüssigkeit ist nach der oben angegebenen Formel ermittelt und beträgt 4,17 kg/(m²·s). Die Bewegungsgeschwindigkeit V der Tropfen der Spülflüssigkeit in der Reinigungs- und Abkühlungszone beträgt 11,1 m/s. Der dimensionierte Widerstandsbeiwert ξ der Tropfen der Spülflüssigkeit beträgt 0,44.

Um das Ammoniak, das sich aus den Schmelzentropfen entwickelt, aufzunehmen, wird der Spülflüssigkeit Salpetersäure in einer Menge von 15 g/l zugesetzt.

Die wäßrige Ammoniumnitratlösung erwärmt sich in der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 auf eine Temperatur von 45°C und nimmt aus der Luft die staubförmigen Teilchen von Ammoniumnitrat und Ammoniak auf. Die staubförmigen Teilchen von Ammoniumnitrat lösen sich in der Spülflüssigkeit auf und das Ammoniak setzt sich mit der Salpetersäure unter Bildung von Ammoniumnitrat um.

Die gereinigte, auf etwa 45,4°C abgekühlte und komprimierte Luft wird aus der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 durch die Rohrleitung 12 über den Tropfenfänger 13 in die Kristallisationszone 5 zurückgeführt.

Die Luft zirkuliert also im Kreislauf durch die Kristallisationszone 5, die Reinigungs- und Abkühlungszone 9, die Rohrleitungen 8 und 12 und den Tropfenfänger 13.

Der dimensionslose Strömungswiderstandsbeiwert χ des Luftkreislaufs bezogen auf die Luftgeschwindigkeit u in der Kristallisationszone ist 50.

Die wäßrige Ammoniumnitratlösung wird aus der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 in den Behälter 14 durch die Rohrleitung 15 abgeführt. In den gleichen Behälter 14 werden Tropfen der Spülflüssigkeit durch die Rohrleitung 16 aus dem Tropfenfänger 13 abgeführt. Aus dem Behälter 14 wird die Spülflüssigkeit durch die Pumpe 30 in den Wärmeaustauscher 17 durch die Rohrleitungen 18 und 19 zum Abkühlen auf eine Temperatur von 35°C und weiter durch die Rohrleitung 21 in die Sprühdüse 11 ge­ leitet.

Um die Zusammensetzung der Spülflüssigkeit, d. h. den Ammoniumnitratgehalt (20%ige Konzentration) und Salpetersäuregehalt (15 g/l) konstantzuhalten, wird Wasser in den Behälter 14 durch die Rohrleitung 22 in einer Menge von 1562 kg/h und 50%ige Salpetersäure in einer Menge von 427 kg/h kontinuierlich zugegeben. Gleichzeitig wird aus dem Behälter 14 durch die Rohrleitung 23 2219 kg/h 20%ige wäßrige Ammoniumnitratlösung kontinuierlich abgeführt und diese Lösung zur weiteren Verarbeitung für eine Verwertung der aufgenommenen Produkte geleitet.

Der Energieverbrauch für das Luftkomprimieren beträgt 1,37 kWh je 1 t granuliertes Ammoniumnitrat.

Das hergestellte granulierte Ammoniumnitrat zeichnet sich durch einen Stickstoffgehalt von 34,4 Masseprozent, bezogen auf die Trockensubstanz, und einen Wassergehalt nach Fischer von 0,5 Masseprozent aus. Der Gehalt an 1 bis 4 mm großen Granalien im Endprodukt beträgt 95 Masseprozent der an 2 bis 3 mm großen Granalien 70 Masseprozent, an über 3 mm großen Granalien 3 Masseprozent und der Gehalt an Granalien mit unter 1 mm Abmessungen 2 Masseprozent. Dadurch, daß der Luftstrom nicht durch die Zerkleinerungszone 4 geleitet sondern aus der Kristallisationszone 5 in die Reinigungs- und Abkühlungszone abgeführt wird, wirkt der Luftstrom nicht auf die Formgebung der Schmelzentropfen ein, so daß die mittlere Größe der entstehenden Granalien 2,5 mm beträgt und der Gehalt an Granalien, deren Größe 3 mm übersteigt, 3 Masseprozent ausmacht.

Die Streufähigkeit des hergestellten Granulats beträgt 100%.

Beispiel 2

Ammoniumnitratschmelze wird in einer Menge von 60 t/h mit einer Konzentration von 99,5% und einer Temperatur von 185°C durch die Rohrleitung 2 in den Schmelzenzerstäuber 1 des Prillingturms 3 zugeführt. Die Schmelze fließt strahlförmig aus dem Schmelzenzerstäuber 1 in die Zerkleinerungszone 4, deren Länge 2 m und deren Querschnittsfläche 80 m² betragen, in der die Strahlen unter Bildung staubförmigen Teilchen des mineralischen Düngemittels sowie unter Entwicklung von Ammoniak aus den Schmelzentropfen in Tropfen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 2,6 mm aufgeteilt werden. Die Schmelze tritt in Form von Tropfen aus der Zerkleinerungszone 4 in die Kristallisationszone 5, deren Länge 52 m und deren Querschnittsfläche S₂ 80 m² beträgt, über eine durch die Linie 6 angegebene bedingte Zonengrenze.

In der Kristallisationszone 5 werden die Schmelzentropfen während ihres freien Falls im Luftmedium kristallisiert und Granalien hergestellt, wobei staubförmige Teilchen von Ammoniumnitrat gebildet werden und Ammoniak aus den kristallisierenden Schmelzentropfen entwickelt wird.

Die Gesamtmenge von staubförmigen in der Zerkleinerungs- und Kristallisationszone gebildeten Teilchen von Ammoniumnitrat beträgt 0,5 g je 1 m³ Luft.

Die Gesamtmenge von Ammoniak, das sich aus Schmelzentropfen in der Zerkleinerungs- und Kristallisationszone entwickelt hat, beträgt 0,1 g je 1 m³ Luft.

Das gebildete Granulat von Ammoniumnitrat, dessen Temperatur 125°C beträgt, wird aus der Kristallisationszone kontinuierlich abgeführt und durch den Förderer 7 zur Abkühlung geführt, wonach es zum Fertigwarenlager kommt.

Zur Durchführung der Granulation wird Luft kontinuierlich in die Kristallisationszone 5 im Gegenstrom zu den kristallisierenden Schmelzentropfen eingeblasen, wobei die Lufttemperatur 41,3°C, die Luftgeschwindigkeit u 1,63 m/s und die Luftmenge 469 000 m³/h betragen. Die Luft erwärmt sich, wenn sie die Kristallisationszone 5 und dann die Zerkleinerungszone 4 durchströmt, auf eine Temperatur von 70°C durch Wärmeabgabe der Schmlezentropfen und des Granulats und nimmt die staubförmigen Teilchen von Ammoniumnitrat und das Ammoniak auf, wonach sie durch die Rohrleitung 10 aus der Zerkleinerungszone 4 in die Reinigungs- und Abkühlungszone 9, deren Länge (H) 30 m und Querschnittsfläche (S₁) 50 m² beträgt, eintritt.

In der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 wird die Luft durch Besprühen mit der fein verteilten Spülflüssigkeit, deren Tropfen einen Halbmesser r von etwa 1,25 · 10^-3 m haben, mittels der Sprühdüse 11 gleichzeitig von staubförmigen Teilchen des Ammoniumnitrats und von Ammoniak gereinigt, abgekühlt und komprimiert. Als Spülflüssigkeit dient eine 50%ige wäßrige Ammoniumnitratlösung, deren Temperatur 35°C und deren Dichte ρ 1200 kg/m³ beträgt. Die Berieselungsdichte q der Spülflüssigkeit ist nach der oben angegebenen Formel ermittelt und beträgt 5,56 kg/(m²·s). Die Bewegungsgeschwindigkeit V der Tropfen der Spülflüssigkeit in der Reinigungs- und Abkühlungszone beträgt 10,4 m/s. Der dimensionslose Widerstandsbeiwert ξ der Tropfen der Spülflüssigkeit beträgt 0,52.

Um das Ammoniak, das sich aus den Schmelzentropfen entwickelt, aufzunehmen, setzt man der Spülflüssigkeit die Salpetersäure in einer Menge von 20 g/l zu.

Die wäßrige Ammoniumnitratlösung erwärmt sich in der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 auf eine Temperatur von 40,2°C und nimmt aus der Luft die staubförmigen Teilchen von Ammoniumnitrat und Ammoniak auf. Die staubförmigen Teilchen von Ammoniumnitrat lösen sich in der Spülflüssigkeit auf und das Ammoniak setzt sich mit der Salpetersäure unter Bildung von Ammoniumnitrat um.

Die gereinigte, auf 41,3°C abgekühlte und komprimierte Luft führt man aus der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 durch die Rohrleitung 12 über den Tropfenfänger 13 in die Kristallisationszone 5 zurück.

Somit zirkuliert gemäß dem oben beschriebenen die Luft im Kreislauf durch die Kristallisationszone 5, die Zerkleinerungszone 4, die Reinigungs- und Abkühlungszone 9, die Rohrleitungen 10 und 12 und dem Tropfenfänger 13.

Der dimensionslose Strömungswiderstandsbeiwert χ des Luftkreislaufs bezogen auf die Luftgeschwindigkeit u in der Kristallisationszone beträgt 70.

Die wäßrige Lösung von Ammoniumnitrat wird aus der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 in den Behälter 14 durch die Rohrleitung 15 abgeführt. In den gleichen Behälter 14 werden Tropfen der Spülflüssigkeit durch die Rohrleitung 16 aus dem Tropfenfänger 13 abgeführt. Aus dem Behälter 14 wird die Spülflüssigkeit durch die Pumpe 20 in den Wärmeaustauscher 17 durch Rohrleitungen 18 und 19 zum Abkühlen auf eine Temperatur von 35°C und weiter durch die Rohrleitung 21 in die Sprühdüse 11 geleitet.

Um die Zusammensetzung der Spülflüssigkeit, d. h. den Ammoniumnitratgehalt (50%ige Konzentration) und den Salpetersäuregehalt (20 g/l) konstantzuhalten, wird Wasser in den Behälter 14 durch die Rohrleitung 22 in einer Menge von 339 kg/h und 60%ige Salpetersäure in einer Menge von 290 kg/h kontinuierlich geleitet. Gleichzeitig wird aus dem Behälter 14 durch die Rohrleitung 23 910 kg/h 50%ige wäßrige Ammoniumnitratlösung kontinuierlich abgeführt und diese Lösung zur weiteren Verarbeitung für eine Verwertung der aufgenommenen Produkte geleitet.

Der Energieaufwand für das Luftkomprimieren beträgt 2,33 kWh je 1 t granuliertes Ammoniumnitrat.

Das hergestellte granulierte Ammoniumnitrat zeichnet sich durch einen Stickstoffgehalt von 34,4 Masseprozent, bezogen auf die Trockensubstanz, und einen Wassergehalt nach Fischer von 0,5 Masseprozent aus. Der Gehalt an 1 bis 4 mm großen Granalien im Endprodukt beträgt 97 Masseprozent, der an 2 bis 3 mm großen Granalien 75 Masseprozent, an über 3 mm großen Granalien 8 Masseprozent, und der Gehalt an Granalien mit unter 1 mm Abmessungen 1 Masseprozent. Dadurch, daß der Luftstrom vor seiner Zufuhr in die Reinigungs- und Abkühlungszone 9 durch die Zerkleinerungszone 4 geleitet wird, wirkt dieser Strom auf die Formgebung der Schmelzentropfen ein, weshalb die mittlere Größe der entstehenden Granalien 2,6 mm beträgt und der Gehalt an Granalien, deren Größe 3 mm übersteigt, 8 Masseprozent ausmacht.

Die Streufähigkeit des hergestellten Granulats beträgt 100%.

Beispiel 3

Es wird Karbamid analog zu Beispiel 1 granuliert. Der Zerkleinerungszone 4 wird dabei eine Karbamidschmelze mit einer Konzentration von 99,4% und einer Temperatur von 135°C zugeführt. Die Länge der Kristallisationszone 5 beträgt 90 m.

Die Aufteilung von Strahlen der Karbamidschmelze in Tropfen in der Zerkleinerungszone 4 und die Herstellung von Granulat in der Kristallisationszone 5 ist mit der Bildung staubförmiger Teilchen des Karbamids, deren Gesamtmenge 0,3 g je 1 m³ Luft beträgt, und der Entwicklung von Ammoniak aus Schmelzentropfen, dessen Gesamtgehalt 0,1 g je 1 m³ Luft beträgt, verbunden.

Die geformten Karbamidgranalien, deren Temperatur 70°C gleich ist, werden abgekühlt und zum Fertigwarenlager geleitet.

In die Kristallisationszone 5 wird die 50°C warme Luft in einer Menge von 720 000 m³/h eingeblasen. Die Luft erwärmt sich, wenn sie die Kristallisationszone durchströmt, auf eine Temperatur von 74°C und nimmt staubförmige Karbamidteilchen, die sich in der Zerkleinerungszone und der Kristallisationszone gebildet haben, und das aus den Schmelzentropfen in den erwähnten Zonen entwickelte Ammoniak auf, wonach sie in die Reinigungs- und Abkühlungszone 9 eintritt.

In der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 wird die Luft mit einer fein verteilten Spülflüssigkeit bei 35°C besprüht. Als Spülflüssigkeit dient wäßrige Lösung von Ammoniumsulfat und Karbamid, welche in der Lösung in etwa gleichen Mengen bei einer Gesamtkonzentration von 20% enthalten sind.

Um das aus den Schmelzentropfen sich entwickelnde Ammoniak aufzunehmen, setzt man der Spülflüssigkeit Schwefelsäure in einer Menge von 5 g/l zu.

Die Berieselungsdichte q der Spülflüssigkeit wird in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit u in der Kristallisationszone nach der oben angegebenen Formel vorgegeben, worin q = 4,17 kg/(m²·s), u = 2,5 m/s, r = 0,75 · 10^-3 m, ρ = 1110 kg/m³, H = 80 m, S₁ = 30 m², S₂ = 80 m², χ = 60, u = 0,44 und V = 12,6 m/s ist.

Die Spülflüssigkeit erwärmt sich in der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 auf eine Temperatur von 50°C und nimmt aus der Luft die staubförmigen Karbamidteilchen und Ammoniak auf. Die staubförmigen Karbamidteilchen lösen sich in der Spülflüssigkeit auf, und das Ammoniak setzt sich mit der Schwefelsäure unter Bildung von Ammoniumsulfat um.

Die gereinigte, auf 50°C abgekühlte und komprimierte Luft wird in die Kristallisationszone 5 zurückgeführt.

Um die Zusammensetzung der Spülflüssigkeit, d. h. den Ammoniumsulfatgehalt und den Karbamidgehalt (jeweils eine 10%ige Konzentration von Ammoniumsulfat und Karbamid) sowie den Schwefelsäuregehalt (5 g/l) konstant zu halten, wird Wasser kontinuierlich in den Behälter 14 durch die Rohrleitung 22 in einer Menge von 1973 kg/h und die 96%ige Schwefelsäure in einer Menge von 216 kg/h zugegeben. Gleichzeitig wird aus dem Behälter 14 durch die Rohrleitung 23 2478 kg/h wäßrige Lösung von Ammoniumsulfat und Karbamid kontinuierlich abgeführt, welche dann zur weiteren Verarbeitung für eine Verwertung der aufgenommenen Produkte geleitet wird.

Der Energieaufwand für das Luftkomprimieren beträgt 2,45 kWh je 1 t granuliertes Karbamid.

Das hergestellte granulierte Karbamid zeichnet sich durch einen Stickstoffgehalt von 46,3 Masseprozent, bezogen auf die Trockensubstanz, und einen Wassergehalt nach Fischer von 0,6 Masseprozent aus. Der Gehalt an 1 bis 4 mm großen Granalien im Endprodukt beträgt 94 Masseprozent, der an 2 bis 3 mm großen Granalien 70 Masseprozent und der Gehalt an Granalien mit unter 1 mm Abmessungen 2 Masseprozent. Die mittlere Größe beträgt 2,5 mm.

Die Streufähigkeit des hergestellten Granulats beträgt 100%.

Beispiel 4

Karbamid wird analog zu Beispiel 2 granuliert. Der Zerkleinerungszone 4 wird eine Karbamidschmelze mit einer Konzentration von 99,4% und einer Temperatur von 135°C zugeführt. Die Länge der Kristallisationszone beträgt 87 m.

Die Aufteilung von Strahlen der Karbamidschmelze in Tropfen in der Zerkleinerungszone 4 und die Herstellung von Granalien in der Kristallisationszone 5 wird von der Bildung staubförmiger Karbamidteilchen begleitet, deren Gesamtmenge 1,0 g je 1 m³ Luft beträgt.

Die geformten Karbamidgranalien, deren Temperatur 66°C beträgt, werden abgekühlt und zum Fertigwarenlager geleitet.

In die Kristallisationszone 5 wird 42°C warme Luft in einer Menge von 657 000 m³/h eingeblasen. Die Luft erwärmt sich auf eine Temperatur von 68,5°C, wenn sie die Kristallisationszone 5 und dann die Zerkleinerungszone 4 durchströmt und nimmt die staubförmigen Teilchen von Karbamid auf, wonach sie in die Reinigungs- und Abkühlungszone 9 eintritt.

In der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 wird die Luft bei einer Temperatur von 35°C mit einer fein verteilten Spühlflüssigkeit besprüht. Als Spülflüssigkeit dient eine 50%ige wäßrige Karbamidlösung

Die Größe der Berieselungsdichte q der Spülflüssigkeit wird in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit u in der Kristallisationszone nach der oben angegebenen Formel vorgegeben, worin q = 5,56 kg/(m²·s), u = 2,28 m/s, r = 1,00 · 10^-3 m, ρ = 1200 kg/m³, H = 60 m, S₁ = 50 m², S₂ = 80 m², χ = 90, ξ = 0,47 und V = 10,5 m/s ist.

Die Spülflüssigkeit erwärmt sich in der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 auf eine Temperatur von 42°C und nimmt aus der Luft die staubförmigen Karbamidteilchen auf, die sich in der Spülflüssigkeit auflösen.

Die gereinigte, auf 42°C abgekühlte und komprimierte Luft wird in die Kristallisationszone 5 zurückgeführt.

Um die Zusammensetzung der Spülflüssigkeit, d. h. den Karbamidgehalt (50%ige Konzentration) konstantzuhalten, wird Wasser kontinuierlich in den Behälter 14 durch die Rohrleitung 22 Wasser in einer Menge von 657 kg/h gegeben.

Gleichzeitig wird aus dem Behälter 14 durch die Rohrleitung 23 kontinuierlich 1314 kg/h 50%ige wäßrige Karbamidlösung abgeführt und zur weiteren Verarbeitung für eine Verwertung der aufgenommenen Produkte geleitet.

Der Energieaufwand für das Luftkomprimieren beträgt 4,23 kW·h je 1 t Granulat

Das hergestellte granulierte Karbamid zeichnet sich durch einen Stickstoffgehalt von 46,3 Masseprozent bezogen auf die Trockensubstanz, und einen Wassergehalt nach Fischer von 0,6 Masseprozent aus. Der Gehalt an 1 bis 4 mm großen Granalien im Endprodukt beträgt 96 Masseprozent, der an 2 bis 3 mm großen Granalien 75 Masseprozent, an über 3 mm großen Granalien 8 Masseprozent und der Gehalt an Granalien mit unter 1 mm Abmessungen 2 Masseprozent. Die mittlere Größe von Granalien beträgt 2,6 mm.

Die Streufähigkeit des hergestellten Granulats beträgt 100%.

Beispiel 5

Karbamid wird analog zu Beispiel 2 granuliert. Der Zerkleinerungszone 4 wird dabei Karbamidschmelze mit einer Konzentration von 99,4% und einer Temperatur von 135°C zugeführt. Die Länge der Kristallisationszone beträgt 87 m.

Die Aufteilung von Strahlen der Karbamidschmelze in Tropfen in der Zerkleinerungszone 4 und die Herstellung von Granalien in der Kristallisationszone 5 ist mit der Bildung von staubförmigen Teilchen des Karbamids, deren Gesamtmenge 0,3 g je 1 m³ Luft beträgt, verbunden.

Die geformten Karbamidgranalien, deren Temperatur 62,5°C beträgt, werden abgekühlt und zum Fertigwarenlager geleitet.

In die Kristallisationszone 5 wird die 37°C warme Luft in einer Menge von 605 000 m³/h eingeblasen. Die Luft erwärmt sich auf eine Temperatur von 66,6°C, wenn sie die Kristallisationszone 5 und dann die Zerkleinerungszone 4 durchströmt, und nimmt die staubförmigen Karbamidteilchen auf, wonach sie in die Reinigungs- und Abkühlungszone 9 eintritt.

In der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 wird die Luft bei einer Temperatur von 35°C mit einer fein verteilten Spülflüssigkeit besprüht. Als Spülflüssigkeit dient Wasser.

Die Größe der Berieselungsdichte q der Spülflüssigkeit wird in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit u in der Kristallisationszone nach der oben angegebenen Formel vorgegeben, worin q = 8,33 kg/(m²·s), u = 2,1 m/s, r = 1,25·10^-3 m, ρ = 1000 kg/m³, H = 40 m, S₁ = 70 m², S₂ = 80 m², χ = 100, V = 9,5 m/s sind.

Die Spülflüssigkeit erwärmt sich in der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 auf eine Temperatur von 37°C und nimmt aus der Luft die staubförmigen Karbamidteilchen auf, die sich in der Spülflüssigkeit auflösen.

Die gereinigte, auf 37°C abgekühlte und komprimierte Luft wird in die Kristallisationszone 5 zurückgeführt.

Dem Behälter 14 wird durch die Rohrleitung 22 frisches Wasser in einer Menge von 4000 kg/h kontinuierlich zugeführt. Gleichzeitig wird Wasser kontinuierlich aus dem Behälter 14 durch die Rohrleitung 23 4181 kg/h Wasser zur Reinigung desselben abgeführt.

Der Energieaufwand für das Luftkomprimieren beträgt 6,35 kW·h je 1 t Granulat.

Das hergestellte granulierte Karbamid weist Kennwerte auf, die den in Beispiel 4 angegebenen ähneln.

Beispiel 6

Ammoniumnitrat wird analog zu Beispiel 1 granuliert.

Die Aufteilung von Strahlen der Ammoniumnitratschmelze in Tropfen in der Zerkleinerungszone 4 und die Herstellung von Granalien in der Kristallisationszone 5 ist mit der Bildung staubförmiger Teilchen von Ammoniumnitrat verbunden, deren Gesamtmenge 0,2 g je 1 m³ Luft beträgt.

Die geformten Granalien aus Ammoniumnitrat, deren Temperatur 125°C beträgt, werden abgekühlt und zum Fertigwarenlager geleitet.

In die Kristallisationszone 5 wird 37,2°C warme Luft in einer Menge von 458 000 m³/h eingeblasen. Die Luft erwärmt sich auf eine Temperatur von 67°C, wenn sie die Kristallisationszone durchströmt, nimmt die in der Zerkleinerungszone 4 und in der Kristallisationszone 5 gebildeten staubförmigen Teilchen auf und tritt in die Reinigungs- und Abkühlungszone 9 ein.

In der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 wird die Luft bei einer Temperatur von 35°C mit einer fein verteilten Spülflüssigkeit besprüht. Als Spülflüssigkeit dient die 35%ige wäßrige Ammoniumnitratlösung.

Die Größe der Berieselungsdichte q der Spülflüssigkeit wird in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit u in der Kristallisationszone 5 nach der oben angegebenen Formel vorgegeben, worin q = 8,33 kg/(m²·s), u = 1,59 m/s, r = 1,0·10^-3 m, ρ = 1175 kg/m³, H = 20 m, S₁ = 70 m², S₂ = 80 m², χ = 90, ξ = 0,47 und V = 8,6 m/s ist.

Die Spülflüssigkeit erwärmt sich in der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 auf eine Temperatur von 37,2°C und nimmt aus der Luft die staubförmigen Teilchen von Ammoniumnitrat auf, die sich in der Spülflüssigkeit auflösen.

Die gereinigte, auf 37,2°C abgekühlte und komprimierte Luft wird in die Kristallisationszone 5 zurückgeführt.

Um die Zusammensetzung der Spülflüssigkeit, d. h. den Ammoniumnitratgehalt (35%ige Konzentration) konstant zuhalten, wird Wasser kontinuierliche in den Behälter 14 durch die Rohrleitung 22 Wasser in ein einer Menge von 171 kg gegeben. Gleichzeitig wird aus dem Behälter 14 durch die Rohrleitung 23 262 kg/h 35%ige wäßrige Ammoniumnitratlösung kontinuierlich abgeführt und zur weiteren Verarbeitung für eine Verwertung des aufgenommenen Produkts geleitet.

Der Energieaufwand für das Luftkomprimieren beträgt 3,8 kWh je 1 t granuliertes Ammoniumnitrat.

Das hergestellte Granulat weist Kennwerte auf, welche den in Beispiel 1 angegebenen ähneln.

Beispiel 7

Ammoniumnitrat wird analog zu Beispiel 1 granuliert.

Die Aufteilung von Strahlen der Ammoniumnitratschmelze in Tropfen in der Zerkleinerungszone 4 und die Herstellung von Granalien in der Kristallisationszone 5 ist mit der Bildung staubförmiger Teilchen von Ammoniumnitrat, deren Gesamtmenge 0,4 g je 1 m³ Luft beträgt, und einer Entwicklung von Ammoniak aus den Schmelzentropfen, deren Gesamtmenge 0,08 g je 1 m³ Luft beträgt, verbunden.

Die geformten Ammoniumnitratgranalien, deren Temperatur 125°C beträgt, werden abgekühlt und zum Fertigwarenlager geleitet.

In die Kristallisationszone 5 wird 41,7°C warme Luft in einer Menge von 288 000 m³/h eingeblasen. Die Luft erwärmt sich auf eine Temperatur von 81,3°C, indem sie die Kristallisationszone durchströmt, nimmt die in der Zerkleinerungs- und Kristallisationszone gebildeten staubförmigen Teilchen von Ammoniumnitrat und das sich in aus den Schmelzentropfen den erwähnten Zonen entwickelte Ammoniak auf, wonach sie in die Reinigung- und Abkühlungszone 9 eintritt.

In der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 wird die Luft bei 50°C mit einer fein verteilten Spülflüssigkeit besprüht. Als Spülflüssigkeit dient die 60%ige wäßrige Ammoniumnitratlösung.

Um das sich aus den Schmelzentropfen entwickelnde Ammoniak aufzunehmen, wird der Spülflüssigkeit Salpetersäure in einer Menge von 8 g/l zugesetzt.

Die Größe der Berieselungsdichte q der Spülflüssigkeit wird in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit u in der Kristallisationszone nach der oben angegebenen Formel vorgegeben, wobei q = 0,8 kg/(m²·s), u = 1,00 m/s, r = 0,25·10^-3 m, ρ = 1300 kg/m³, H = 30 m, S₁ = 80 m², S₂ = 80 m², χ = 50 und V = 3,3 m/s ist.

Die Spülflüssigkeit erwärmt sich in der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 auf eine Temperatur von 41,4°C und nimmt aus der Luft die staubförmigen Ammoniumnitratteilchen und Ammoniak auf. Die staubförmigen Ammoniumnitratteilchen lösen sich in der Spülflüssigkeit auf und das Ammoniak setzt sich mit der Salpetersäure unter Bildung von Ammoniumnitrat um.

Die gereinigte, auf 41,7°C abgekühlte und komprimierte Luft wird in die Kristallisationszone 5 zurückgeführt.

Um die Zusammensetzung der Spülflüssigkeit, d. h. den Ammoniumnitratgel (60%ige Konzentration) und den Salpetersäuregehalt (8 g/l) konstantzuhalten, wird Wasser koninuierlich in den Behälter 14 durch die Rohrleitung 22 in einer Menge von 63,6 kg/h und die 50%ige Salpetersäure in einer Menge von 171 kg/h gegeben. Gleichzeitig wird aus dem Behälter 14 durch die Rohrleitung 23 373 kg/h 60%ige wäßrige Ammoniumnitratlösung kontinuierlich abgeführt und zur weiteren Verarbeitung für eine Verwerten von aufgenommenen Produkten geleitet.

Der Energieaufwand für das Luftkomprimieren beträgt 0,55 kWh je 1 t Endprodukt.

Das hergestellte granulierte Ammoniumnitrat weist Kennwerte auf, die den in Beispiel 1 angegebenen ähneln.

Beispiel 8

Ammoniumnitrat wird analog zu Beispiel 2 granuliert.

Die Aufteilung von Strahlen der Ammoniumnitratschmelze in der Zerkleinerungszone 4 und die Herstellung von Granalien in der Kristallisationszone 5 wird von der Bildung staubförmiger Teilchen von Ammoniumnitrat, deren Gesamtmenge 0,2 g je 1 m³ Luft beträgt, und einer Entwicklung von Ammoniak aus den Schmelzentropfen, deren Gesamtmenge 0,1 g je 1 m³ Luft beträgt, begleitet.

Die geformten Ammoniumnitratgranalien, deren Temperatur 102°C beträgt, werden abgekühlt und zum Fertigwarenlager geleitet.

In die Kristallisationszone 5 wird 22,9°C warme Luft in einer Menge von 720 000 m³/h zugeführt. Die Luft erwärmt sich auf 45,0°C, indem sie die Kirstallisationszone 5 und dann die Zerkleinerungszone 4 durchströmt, und nimmt die staubförmigen Ammoniumnitratteilchen und das Ammoniak auf, wonach sie in die Reinigungs- und Abkühlungszone 9 eintritt.

In der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 wird die Luft bei 20°C mit einer fein verteilten Spülflüssigkeit besprüht. Als Spülflüssigkeit dient die 50%ige Ammoniumnitratlösung.

Um das sich aus den Schmelzentropfen entwickelnde Ammoniak aufzunehmen, wird der Spülflüssigkeit Salpetersäure in einer Menge von 17 g/l zugesetzt.

Die Größe der Berieselungsdichte q der Spülflüssigkeit wird in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit u in der Kristallisationszone nach der oben angegebenen Formel vorgegeben, worin q = 12,0 kg/(m²·s), u = 2,5 m/s, r = 1,5·10^-3 m, ρ = 1200 kg/m³, H = 35 m, S₁ = 60 m², S₂ = 80 m², χ = 70, V = 12,0 m/s ist.

Die Spülflüssigkeit erwärmt sich in der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 auf eine Temperatur von 22,4°C und nimmt aus der Luft die staubförmigen Ammoniumnitratteilchen und Ammoniak auf. Die staubförmigen Ammoniumnitratteilchen lösen sich in der Spülflüssigkeit auf und das Ammoniak setzt sich mit der Salpetersäure unter Bildung von Ammoniumnitrat um.

Die gereinigte, auf 22,9°C abgekühlte und komprimierte Luft wird in die Kristallisationszone 5 zurückgeführt.

Um die Zusammensetzung der Spülflüssigkeit, d. h. den Ammoniumnitratgel (50%ige Konzentration) und den Salpetersäuregehalt (17 g/l) konstant zu halten, wird Wasser kontinuierlich in den Behälter 14 durch die Rohrleitung 22 in einer Menge von 305 kg/h und die 60%ige Salpetersäure in einer Menge von 445 kg/h gegeben. Gleichzeitig wird aus dem Behälter 14 durch die Rohrleitung 23 970 kg/h 50%ige wäßrige Ammoniumnitratlösung kontinuierlich abgeführt und zur weiteren Verarbeitung zum Verwerten von aufgenommenen Produkte geleitet.

Der Energieaufwand für das Luftkomprimieren beträgt 7,05 kWh je 1 t Endprodukt.

Das hergestellte granulierte Ammoniumnitrat hat Kennwerte, die den in Beispiel 2 angegebenen ähneln.

Beispiel 9

Ammoniumnitrat wird analog zu Beispiel 1 granuliert. Dem Schmelzenzerstäuber 1 des Prillingturms 3 wird dabei 180°C heiße Ammoniumnitratschmelze in einer Menge von 45 t/h mit einer Konzentration von 99,5% durch die Rohrleitung 2 zugeführt. Die Querschnittsfläche der Zerkleinerungszone 4 beträgt 50 m² und die Länge 2 m.

Die Gesamtmenge von in der Zerkleinerungszone 4 und in der Kristallisationszone 5 gebildeten staubförmigen Ammoniumnitratteilchen beträgt 0,3 g je 1 m³ Luft.

Die Gesamtmenge von Ammoniak, das sich aus den Schmelzentropfen in der Zerkleinerungs- und Kristallisationszone entwickelt hat, beträgt 0,1 g je 1 m³ Luft.

Die geformten 107°C warmen Ammoniumnitratgranalien werden abgekühlt und zum Fertigwarenlager geleitet.

In die Kristallisationszone 5 wird 26°C warme Luft in einer Menge von 405 000 m³/h eingeblasen. Die Luft erwärmt sich auf 52°C, wenn sie die Kristallisationszone durchströmt, und nimmt die staubförmigen in der Zerkleinerungszone und Kristallisationszone gebildeten Ammoniumnitratteilchen und das aus den Schmelkzentropfen in den erwähnten Zonen entwickelte Ammoniak auf, wonach sie in die Reinigungs- und Abkühlungszone 9 wird die Luft bei einer Temperatur von 20°C mit einer fein verteilten Spülflüssigkeit besprüht. Als Spülflüssigkeit dient die 50%ige wäßrige Ammoniumnitratlösung.

Um das sich aus den Schmelzentropfen entwickelnde Ammoniak aufzunehmen, wird der Spülflüssigkeit Salpetersäure in einer Menge von 10 g/l zugesetzt.

Die Größe der Berieselungsdichte q der Spülflüssigkeit wird in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit u in der Kristallisationszone nach der oben angegebenen Formel vorgegeben, wobei q = 6,5 kg/(m²·s), u = 2,25 m/s, r = 0,75·10^-3 m, ρ = 1200 kg/m³, H = 30 m, S₁ = 30 m², S₂ = 50 m², χ = 50 ξ = 0,44 und V = 9,7 m/s ist.

Die Spülflüssigkeit erwärmt sich in der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 auf eine Temperatur von 25,6°C und nimmt aus der Luft die staubförmigen Ammoniumnitratteilchen und Ammoniak auf. Die staubförmigen Ammoniumnitratteilchen lösen sich in der Spülflüssigkeit auf, und das Ammoniak setzt sich mit der Salpetersäure unter Bildung von Ammoniumnitrat um.

Die gereinigte, auf 26°C abgekühlte und komprimierte Luft wird in die Kristallisationszone 5 zurückgeführt.

Um die Zusammensetzung der Spülflüssigkeit, d. h. den Ammoniumnitratgel (50%ige Konzentration) und den Salpetersäuregehalt (10 g/l) konstantzuhalten, wird Wasser koninuierlich in den Behälter 14 durch die Rohrleitung 22 in einer Menge von 212 kg/h und die 60%ige Salpetersäure in einer Menge von 250 kg/h gegeben. Gleichzeitig wird aus dem Behälter 14 durch die Rohrleitung 23 624 kg/h 50%ige wäßrige Ammoniumnitratlösung kontinuierlich abgeführt und zur weiteren Verarbeitung zum Verwerten von aufgenommenen Produkten geleitet.

Der Energieaufwand für das Luftkomprimieren beträgt 2,2 kWh je 1 t granuliertes Ammoniumnitrat.

Das hergestellte granulierte Ammoniumnitrat weist Kennwerte auf, welche den in Beispiel 1 angegebenen ähneln.

Beispiel 10

Karbamid wird analog zu Beispiel 1 granuliert. Dem Schmelzenzerstäuber 1 des Prillingturms 3 wird dabei durch die Rohrleitung 2 Karbamidschmelze in einer Menge von 30 t/h mit einer Konzentration von 99,4% und einer Temperatur von 140°C zugeführt. Die Querschnittsfläche der Zerkleinerungszone 4 beträgt 90 m² und die Länge 2 m. Die Querschnittsfläche der Kristallisationszone 5 beträgt 100 m² und die Länge 90 m.

Die Gesamtmenge von in der Zerkleinerungszone 4 und Kristallisationszone 5 gebildeten staubförmigen Karbamidteilchen beträgt 0,2 g je 1 m³ Luft.

Die geformten 57°C warmen Granalien aus Karbamid werden abgekühlt und zum Fertigwarenlager geleitet.

In die Kristallisationszone 5 wird 40°C warme Luft in einer Menge von 720 000 m³/h eingeblasen. Die Luft erwärmt sich auf eine Temperatur von 70°C, indem sie die Kristallisationszone durchströmt, nimmt die in der Zerkleinerungszone 4 und Kristallisationszone 5 gebildeten staubförmigen Karbamidteilchen auf und tritt in die Reinigungs- und Abkühlungszone 9 ein.

In der Reiniguns- und Abkühlungszone wird die Luft bei 35°C mit einer fein verteilten Spülflüssigkeit besprüht. Als Spülflüssigkeit dient die 30%ige wäßrige Karbamidlösung.

Die Größe der Berieselungsdichte q der Spülflüssigkeit wird in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit u in der Kristallisationszone nach der oben angegebenen Formel vorgegeben, worin q = 3,65 kg/(m²·s), u = 2,0 m/s, r = 1,0·10^-3 m, ρ = 1100 kg/m³, H = 70 m, S₁ = 50 m², S₂ = 100 m², χ = 90, ξ = 0,47 und V = 10,5 m/s ist.

Die Spülflüssigkeit erwärmt sich in der Reinigungs- und Abkühlungszone 9 auf eine Temperatur von 40°C und nimmt aus der Luft die staubförmigen Karbamidteilchen auf, die sich in dieser Flüssigkeit auflösen.

Die gereinigte, auf 40°C abgekühlte und komprimierte Luft wird in die Kristallisationszone 5 zurückgeführt.

Um die Zusammensetzung der Spülflüssigkeit, d. h. den Karbamidgehalt (30%ige Konzentration) konstantzuhalten,wird Wasser kontinuierlich in den Behälter 14 durch die Rohrleitung 22 in einer Menge von 336 kg/h gegeben.

Gleichzeitig wird aus dem Behälter 14 durch die Rohrleitung 23 480 kg/h 30%ige wäßrige Karbamidlösung kontinuierlich abgeführt und zur weiteren Verarbeitung zum Verwerten von aufgenommenen Produkten geleitet.

Der Energieaufwand für das Luftkomprimieren beträgt 6,2 kWh je 1 t granuliertes Karbamid.

Das hergestellte granulierte Karbamid weist Kennwerte auf, die den in Beispiel 3 angegebenen ähneln.

Claims (2)

1. Verfahren zur Granulation mineralischer Düngemittel aus einer Schmelze, bei dem

   • - in einer ersten Verarbeitungsstufe die Schmelze aus mineralischem Düngemittel in einer Zerkleinerungszone unter Bildung von staubförmigen Düngemittelteilchen in Schmelztropfen zerteilt wird,
   • - in einer zweiten Verarbeitungsstufe die Tropfen durch freien Fall in einer Kristallisationszone unter Bildung von staubförmigen Düngemittelteilchen zu Granulat kristallisiert werden und
   • - in einer dritten Verarbeitungsstufe das gebildete Granulat fortlaufend aus der Kristallisationszone ausgetragen wird,
   • - wobei verdichtete Luft in einem Kreislauf nacheinander durch die Kristallisationszone und eine Reinigungs-Abkühlzone oder die Kristallisationszone, die Zerkleinerungszone und die Reinigungs-Abkühlzone geführt wird und
   • - die verdichtete Luft dabei in der Kristallisationszone durch Wärmeabgabe der Schmelzetropfen und des Granulats erwärmt wird und die staubförmigen Düngemittelteilchen aufnimmt, während sie beim Durchströmen der Reinigungs- Abkühlzone durch Berieseln mit einer feinverteilten Spülflüssigkeit von den aufgenommenen Düngemittelteilchen gereinigt und abgekühlt wird,
2. dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte in den drei Verarbeitungsstufen verwendete Luft in Kreislauf geführt wird,

   • - die Luft während ihrer Reinigung und Abkühlung in der Reinigungs-Abkühlzone verdichtet wird und
   • - die Berieselungsdichte q der Spülflüssigkeit abhängig von der Luftgeschwindigkeit u in der Kristallisationszone folgendermaßen gewählt wird: wobei
     q die Berieselungsdichte der Spülflüssigkeit in der Reinigung-Abkühlzone in kg/(m²·s),
     u die Luftgeschwindigkeit in der Kristallisationszone in m/s,
     r der Halbmesser von Tropfen der Spülflüssigkeit in m,
     ρ die Dichte der Spülflüssigkeit in kg/m³,
     H die Länge der Reinigungs- und Abkühlzone in m,
     S₁ die Querschnittsfläche der Reinigungs- und Abkühlzone in m²,
     S₂ die Querschnittsfläche der Kristallisationszone in m²,
     χ der dimensionslose Strömungswiderstandsbeiwert des Luftkreislaufs bezogen auf die Luftgeschwindigkeit (u) in der Kristallisationszone,
     ξ der dimensionslose Widerstandsbeiwert der Tropfen der Spülflüssigkeit und
     v die Bewegungsgeschwindigkeit der Tropfen der Spülflüssigkeit in der Reinigungs- und Abkühlzone in m/s
     ist.