DE676411C

DE676411C - Process and device for the continuous graining of hot salt melts

Info

Publication number: DE676411C
Application number: DER96595D
Authority: DE
Inventors: Walter Holliger
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1936-06-19
Filing date: 1936-06-19
Publication date: 1939-06-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Körnung von heißen Salzschmelzen Es ist bekannt, zur Herstellung von Düngemitteln in gekörnter Form die heißen Düngesalzschmelzen durch Versprühen mittels Düsen oder durch Zerteilen mittels rotierender Scheiben in kleine Teilchen oder Körner aufzuteilen, die dann während des Herabfallens erstarren. Um ein Verbacken der noch weichen oder nicht genügend erkalteten Düngemittelkörnchen zu vermeiden, benötigt man Falltürme von beträchtlicher Höhe, oder es ist notwendig, den herabfallenden Düngemittelteilchen kalte Gase, wie Luft o. dgl., entgegenzublasen. Nach anderen bekannten Verfahren läßt man die Düngesalzschmelze auf kalten Walzen zu Schollen erstarren, die von der Kühlwalzenoberfläche abgehoben und anschließend in Brechern, Hammermühlen u. dgl. weiter zerkleinert werden. Das bei diesen bekannten Körnungsvorrichtungen mit anfallende Unter- und Überkorn erfordert zu seiner weiteren Verarbeitung auf das gewünschte Fertigkorn besondere Anlagen, wie Transportanlagen, Zerkleinerungsmaschinen, Anlagen für die Staubverarbeitung usw. Bei der Herstellung von Düngemitteln in Sättigern ist es üblich, das Über- und Unterkorn wieder aufzulösen und diese Lösungen in den Sättigerapparat zurückzugeben. Es wurde nun gefunden, daß man in einfacherer Weise ein dazu gleichmäßigeres Granulat erhält, wenn die Körnung von Düngesalzschmelzen. nebst dem anfallenden Staub und Überkorn mit Hilfe einer Vorrichtung erfolgt, die aus einer feststehenden gekühlten Platte besteht, die mit in Kreisreihen angeordneten Bruchstiften versehen ist, zwischen denen an einem oder mehreren kührarmen befestigte Transporteisen kreisen, welche die Düngesalzmasse auf der Platte fortbewegen und zwischen die Bruchstifte pressen, so daß ein Zerbrechen der bei der Abkühlung der Salzschmelze entstehenden Salzbrocken unter gleichzeitigem Transport derselben zum Außenrande der Vorrichtung erfolgt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die heiße Salzschmelze gleichzeitig durch Abkühlung in feste Form gebracht und zu Körnern zerkleinert wird. Das bei dieser Arbeitsweise anfallende nicht gewünschte Produkt, wie Staub und Überkorn, wird nicht unter Zuhilfenahme weiterer Arbeitsmaßnahmen beseitigt, sondern nach erfolgter Absiebung wieder auf den Granulierapparat zurückgeleitet, wo es sich mit der etwa 15o° heißen Schmelze kontinuierlich verbindet. Auf diese einfache Weise ist es möglich, ohne Zuhilfenahme weiterer Verfahrensschritte heiße, insbesondere ammonitrathaltige Salzschmelzen vollständig, d. h. hundertprozentig, auf ein Fertigkorn zu verarbeiten, welches sich durch eine besonders gut abgerundete Form und große Haltbarkeit auszeichnet. Zugleich mit der Körnung erfolgt eine weitgehende Trocknung der Salze, die bis auf einen Wassergehalt von etwa 0,3 °% gebracht weyden können. Durch den günstigen Trokkeneffekt, welcher unter Anwendung der erfindungsgemäßen Granuliervorrichtung erzielt wird, kann oft auch, z. B. bei der Körnung von Ammonsulfatsalpeter, die sonst erforderliche Trockenanlage in Wegfall kommen. Mit gekörntem Ammonsulfatsalpeter, welcher nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt worden war, sind eine große Anzahl Lagerversuche in Säcken durchgeführt worden. In jedem Fall wurde festgestellt, daß die Körner eine vorzügliche Haltbarkeit besaßen und weniger zur Erhärtung neigten als Vergleichsprodukte, welche nach anderen bekannten Verfahren hergestellt waren. Im nachfolgenden wird die Körnungsvorrichtung gemäß der Erfindung näher beschrieben.Method and device for the continuous granulation of hot salt melts It is known to produce fertilizers in granular form by spraying them with nozzles or by dividing them with rotating disks into small particles or grains, which then solidify as they fall. In order to avoid caking of the still soft or insufficiently cooled fertilizer granules, trap towers of considerable height are required, or it is necessary to blow cold gases, such as air or the like, against the falling fertilizer particles. According to other known processes, the molten fertilizer salt is allowed to solidify on cold rollers to form clods, which are lifted from the surface of the cooling roller and then further comminuted in crushers, hammer mills and the like. The undersized and oversized grains occurring in these known granulating devices require special systems for its further processing to the desired finished grain, such as transport systems, crushing machines, systems for dust processing, etc. to dissolve again and to return these solutions to the saturator. It has now been found that a more uniform granulate is obtained in a simpler manner if the granulation of fertilizer salt melts. in addition to the resulting dust and oversized grains with the help of a device that consists of a stationary, cooled plate, which is provided with breaking pins arranged in rows of circles, between which one or more iron-mounted transport irons rotate, which move the fertilizer salt mass on the plate and between the Press breaking pins so that breaking of the salt lumps formed during the cooling of the molten salt occurs with simultaneous transport of the same to the outer edge of the device. This process has the advantage that the hot molten salt is simultaneously brought into solid form by cooling and is crushed into grains. The unwanted product, such as dust and oversized grains, that accumulates in this way of working is not removed with the aid of further work measures, but instead returned to the granulator after sieving, where it is continuously combined with the melt, which is about 150 ° C. In this simple way it is possible, without the aid of further process steps, to process hot, in particular ammonitrate-containing molten salts completely, ie 100%, to a finished grain which is characterized by a particularly well-rounded shape and great durability. At the same time as the granulation occurs, the salts are largely dried, which can be brought to a water content of around 0.3%. Due to the favorable drying effect, which is achieved using the granulating device according to the invention, it is often also possible, for. B. in the granulation of ammonium sulphate nitrate, the otherwise required drying system can be omitted. A large number of storage tests in sacks have been carried out with granular ammonium sulphate nitrate which had been prepared according to the process of the invention. In each case it was found that the grains had excellent shelf life and were less prone to hardening than comparative products made by other known processes. The granulating device according to the invention is described in more detail below.

Eine von unten mit Wasser gekühlte Platte 2 ist auf ihrer Oberseite mit in Kreisreihen angeordneten Bruchstiften 3 versehen, die sowohl runde als auch eckige Form aufweisen können. Etwa i mm über der Platte 2 laufen zwischen den Reihen der Bruchstifte 3 Transport- oder Rühreisen 8, 9 und io. Letztere sind an den Rührarmen 7 befestigt, die durch eine Welle 6 bewegt werden. Die Transport- oder Rühreisen weisen eine verschiedenartige Stellung auf. Die in den Innenkreisen der Bruchstiftreihen rotierenden Transporteisen 8 sind schräg. zur Richtung der Achse des Rührarmes 7 derart angeordnet, daß durch sie die Salzmassen zum Mittelpunkt der Platte hin bewegt werden. Die in den mittleren Kreisen rotierenden Transporteisen 9 bewirken eine Fortbewegung der Salzmassen in radialer Richtung, während durch die entgegengesetzte schräge Anordnung der Transporteisen io die Salzmassen nach dem äußeren Umfang der Platte bewegt werden. An der Welle 6 sind am unteren Ende, etwa i mm über der Platte 2, die beiden Transportlaschen i i angebracht, welche die dort auflaufende Salzschmelze nach außen transportieren. Die Bruchstifte 3, die sowohl runde als auch eckige Form haben können und in Kreisreihen auf der Platte 2 angeordnet sind, weisen beispielsweise einen Durchinesser von 2o mm und eine Höhe von ioo mm auf. Die Entfernung a der einzelnen Bruchstiftkreise voneinander beträgt bei Apparaten von etwa 3o Tonnenleistung pro 24 Stunden annähernd 6o mm. Die Entfernung der Bruchstifte voreinander in den einzelnen Kreisreiher wird nach dem Mittelpunkt der Platte z zu gesteigert. Beispielsweise beträgt die Entfernung b der Bruchstifte des äußeren Kreises io mm, die Entfernung der Bruchstifte im zweiten Kreis 20 mm, im dritten Kreis 40 mm, im vierten Kreis 8o mm usw.A plate 2 cooled with water from below is on its upper side provided with broken pins 3 arranged in rows of circles, which are both round and can have angular shape. About 1 mm above the plate 2 run between the rows the breaking pins 3 transport or stirring irons 8, 9 and io. The latter are on the agitator arms 7 attached, which are moved by a shaft 6. The transport or scrambling iron have a different position. The ones in the inner circles of the rows of break pins rotating transport iron 8 are inclined. to the direction of the axis of the agitator arm 7 arranged in such a way that it moves the salt masses towards the center of the plate will. The transport iron 9 rotating in the middle circles cause a Movement of the salt masses in a radial direction, while through the opposite inclined arrangement of the transport iron io the salt masses according to the outer circumference of the Plate can be moved. On the shaft 6 are at the lower end, about 1 mm above the plate 2, the two transport straps i i attached, which the molten salt accumulating there transport to the outside. The break pins 3, which are both round and angular in shape can have and are arranged in rows on the plate 2, for example a diameter of 20 mm and a height of 100 mm. The distance a the individual breaking pin circles from each other is around 3o tons in apparatus approximately 60 mm per 24 hours. The removal of the break pins in front of each other in the single circular heron is increased towards the center of the plate z. For example the distance b of the breaking pins of the outer circle is 10 mm, the distance the break pins in the second circle 20 mm, in the third circle 40 mm, in the fourth circle 8o mm etc.

Die Arbeitsweise der Körnungsv orrichtung der vorliegenden Erfindung ist folgende: Die heiße Salzscbmelze von etwa i5o° wird durch die Aufgaberinne i nach der Mitte der Granulierplatte 2 geleitet. Der Staub- und Überkornanfall wird zweckmäßig durch das Rohr 5 möglichst in der Nähe des Auslaufes der Aufgaber inne i in diese geleitet, damit hier schon eine Mischung von Schmelze, Staub und Überkorn stattfindet. Durch diese Maßnahme erfolgt eine gute Durchmischung der heißen Schmelze mit dem wieder zu verarbeitenden Staub und Überkorn; gleichzeitig wird dadurch die Temperatur der Schmelze auf etwa 1i5° herabgesetzt. Die weitere Abkühlung und Erstarrung der mit Staub und Überkorn gemischten Schmelze geschieht durch das Rührwerk 6, das mit den Rührarmen 7 versehen ist. Das heiße und noch flüssige Salzgemisch wird mit Hilfe der Transportlasche i i und der Rühr-und Transportarme 8, 9 und io über die mit Wasser gekühlte Granulierplatte 2 bewegt. Wenn die Schmelze über etwa 213 vom Durchmesser der Granulierplatte 2 transportiert worden ist, so ist ihre Erhärtung und Granulierung nach Verlassen der Transporteisen 9 so weit vorgeschritten, daß die restliche Zerkleinerung etwa entstandener Brocken durch die beiden letzten Bruchstiftkreise 3 und der auf Außentransport gestellten Rührarme io geschieht. Mit den auf der Granulierplatte 2 angeordneten Bruchstiftkreisen 3 wird eine gute Zerkleinerung der sich beim Granulierprozeß bildenden Salzbrocken erreicht.The operation of the granulating device of the present invention is as follows: The hot molten salt of about 150 ° is passed through the feed chute i to the center of the granulating plate 2. The accumulation of dust and oversized grains is expediently passed through the pipe 5 as close as possible to the outlet of the feeder into the latter, so that a mixture of melt, dust and oversized grain takes place here. This measure ensures that the hot melt is thoroughly mixed with the dust and oversized grain to be reprocessed; at the same time the temperature of the melt is reduced to about 15 °. The further cooling and solidification of the melt mixed with dust and oversized grain is done by the agitator 6, which is provided with the agitator arms 7. The hot and still liquid salt mixture is moved with the aid of the transport strap ii and the stirring and transport arms 8, 9 and io over the granulating plate 2 cooled with water. When the melt has been transported over about 213 of the diameter of the granulation plate 2, its hardening and granulation after leaving the transport iron 9 has progressed so far that the remaining crushing of any lumps formed by the last two breaking pin circles 3 and the agitator arms placed on external transport io happens. With the breaking pin circles 3 arranged on the granulating plate 2, good comminution of the lumps of salt formed during the granulating process is achieved.

Das nach diesem Verfahren erhaltene Granulat wird erforderlichenfalls in Kühltrommeln o. dgl. gekühlt, anschließend abgesiebt und das nicht gewünschte Unter- und Überkorn auf den Granulierapparat zur weiteren Verarbeitung zurückgegeben. Die erhaltenen Salzkörner weisen eine schöne runde Form auf, und die Leistung der Körnungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist gegenüber anderen bekannten Körnungsvorrichtungen um etwa 40 °/p gesteigert.The granules obtained by this process are used if necessary Cooled in cooling drums or the like, then sieved and the undesired Undersized and oversized grains returned to the granulator for further processing. The salt grains obtained have a beautiful round shape, and the performance of the Granulation device according to the invention is opposite to other known granulation devices increased by about 40 ° / p.

Es ist eine Reihe von Verfahren vorgeschlagen worden, die u. a. eine unmittelbare Überführung von Düngemittelschmelzen in Kornform beabsichtigen, jedoch unter Verwendung wesentlich anderer Mittel arbeiten und zudem in den meisten Fällen keine hochwertigen Produkte liefern.A number of methods have been proposed, including but not limited to. one intend immediate transfer of fertilizer melts in granular form, however work using much different means, and in most cases too do not deliver high quality products.

Nach einem früheren Vorschlag werden Lösungen oder Schmelzen auf eine mit goo Umdrehungen in der Minute rotierende Trommel gebracht, deren Wandung aus zwei oder mehreren konzentrischen, auf Lücke und Abstand stehenden Stabreihen gebildet ist. Da eine Kühlung dieser Platte nicht stattfindet, so verläßt das behandelte Gut die Platte in noch nicht völlig erstarrtem Zustande, so daß dieses Körnungsverfahren die Mitbenutzung eines hohen Fallraumes und somit wesentlich erhöhte Kosten für die Herstellung bedingt. Außerdem wird eine hinreichende Kornfestigkeit nicht erreicht. Nach weiteren Verfahren wird eine Körnung in der Weise durchgeführt, daß voneinander getrennte und ihrem Volumen nach im wesentlichen gleiche Anteile eines angefeuchteten Produkts auf eine oder mehrere Bleche gebracht und die auf diese Weise erhaltenen Körner in einem Trockner nachgetrocknet werden. In ähnlicher Weise werden feuchte Ausgangsstoffe mit Feinmehl und Wasser oder in Wasser löslichen Salzen oder einer Salzlösung innig vermischt, noch feucht durch ein Sieb geschickt und die erhaltenen Körner durch rollende Bewegung und Hitze verfestigt und getrocknet. Diese Verfahren unterscheiden sich grundsätzlich von der unmittelbaren Überführung eines in einer Schmelze vorliegenden Düngemittels in die Kornform gemäß der vorliegenden Erfindung.Will be according to an earlier suggestion Solutions or Melting on a drum rotating with goo revolutions per minute, the wall of which consists of two or more concentric gaps and spacings Rows of bars is formed. Since there is no cooling of this plate, it leaves the treated material the plate in a not yet completely solidified state, so that this Granulation process, the shared use of a high fall space and thus significantly increased Production costs are conditional. In addition, there is sufficient grain strength not reached. According to further procedures, graining is carried out in the manner that they are separated from one another and are essentially equal in volume a moistened product placed on one or more trays and the grains obtained in this way are post-dried in a dryer. In a similar way Moist raw materials can be made soluble in fine flour and water or in water Salts or a salt solution intimately mixed, while still moist, passed through a sieve and the obtained grains are solidified and dried by rolling motion and heat. These procedures differ fundamentally from the direct transfer a fertilizer present in a melt in the granular form according to the present invention Invention.

Es sind auch Zerkleinerungsvorrichtungen bekannt, welche aus einer waagerechten fest angeordneten Platte bestehen, deren Oberfläche mit in Kreislinien angeordneten Druckstiften besetzt ist und über die ein Rührwerk läuft, dessen Rühreisen sich zwischen den Kreisen der Druckstifte bewegen. Eine Körnung vom Schmelzen oder Lösungen, insbesondere von Salzen, die beim Übergang von der flüssigen in die feste Phase einen halbplastischen, nicht ausgesprochen harten Zustand durchlaufen, kann mit derartigen Vorrichtungen nicht erzielt werden.There are also known shredding devices which consist of a consist of horizontal fixedly arranged plate, the surface of which with in circular lines arranged pressure pins is occupied and over which an agitator runs, its stirring iron move between the circles of the push pins. A grit from melting or Solutions, in particular of salts, that occur in the transition from liquid to solid Phase can go through a semi-plastic, not particularly hard state cannot be achieved with such devices.

Eine Reihe weiterer Verfahren unterscheidet sich gleichfalls grundlegend von der erfindungsgemäßen Überführung von in Schmelze oder Lösung vorliegenden Düngemitteln in die Kornform. Nach einem dieser bekannten Verfahren wird geschmolzenes, nur geringe Mengen Wasser enthaltendes Ammonnitrat mit Calciumcarbonat vermischt und das erhaltene etwa r2o bis 13o° heiße Produkt in einem mit starken Rührarmen versehenen Rührwerk in einem nur mäßig rasch verlaufenden Abkühlungsprozeß verfestigt. In einem anderen Verfahren findet eine Zerteilung der Aufschlußmasse, die beim Aufschluß von Phosphoriten mit Salpetersäure entsteht, während der Erstarrung im plastischen Zustande statt. Hierbei wird zur Erzielung einer raschen Abkiihlung und zur Förderung der Kristallisation sowie zum Verhindern des Wiederzusammenbackens der getrennten Teilchen die Zerteilung in Gegenwart von bereits erkaltetem und erstarrtem, in genügend feinem Verteilungsgrad befindlichem Fertiggut derselben Art vorgenommen. Nach einem dritten Verfahren erfolgt die Herstellung von streufähigen und lagerbeständigen, Calciumnitrat enthaltenden Düngemitteln dadurch, daß man die Calciumnitratlösung auf etwa go bis 95 °/o Calciumnitratgehalt eindampft und das Produkt bei 75 bis 8o° in eine krümelige, körnige Form überführt, wobei jedoch über die anzuwendenden Maßnahmen nichts gesagt wird.A number of other processes also differ fundamentally from the conversion according to the invention of fertilizers present in melt or solution into granular form. According to one of these known processes, molten ammonium nitrate, which contains only small amounts of water, is mixed with calcium carbonate and the resulting product, which has a temperature of about r2o to 130 °, is solidified in a stirrer equipped with strong stirring arms in an only moderately rapid cooling process. In another process, the disintegration mass, which occurs when phosphorites are disintegrated with nitric acid, takes place during solidification in the plastic state. In order to achieve rapid cooling and to promote crystallization as well as to prevent the separated particles from caking again, the division is carried out in the presence of already cooled and solidified finished goods of the same type, which are in a sufficiently fine degree of distribution. According to a third process, fertilizers containing calcium nitrate and which are stable and stable in storage are produced by evaporating the calcium nitrate solution to a calcium nitrate content of about up to 95 ° / o and converting the product at 75 to 80 ° into a crumbly, granular form, although over the measures to be applied nothing is said.

Demgegenüber beruht der mit der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltene wesentliche Fortschritt auf der geschickten Ausnutzung der stufenweisen Verfestigung für die endgültige Formgebung des zu- körnenden Gutes. Hierbei wird im Gegensatz zu sämtlichen bekannten Verfahren die unmittelbare Überführung der in Schmelze oder Lösung vorliegenden Düngemittel oder Düngemittelschmelzen in eine feste, gleichmäßig gekörnte Form erreicht, wobei unmittelbar eine hervorragende Lagerfähigkeit ohne jeden weiteren Zusatz oder Hilfsmittel erhalten wird. Ausführungsbeispiel Auf die Granulierplatte einer Körnungsapparatur, die einen Durchmesser von 1,4 m hat und mit 59 Umdrehungen in der Minute läuft, werden in 24 Stunden insgesamt 24 t Ammonsulfatsalpeter,welcher, eine Temperatur von z58° aufweist, aufgebracht. Die Temperatur des Granulats sinkt bei der Verarbeitung auf 1o5°. Infolge der hohen Verarbeitungstemperatur wird eine so starke Wasserverdampfung erreicht, daß der Gehalt des Fertigkorns im Durchschnitt o,r bis o,2 °/o Wasser beträgt. Das erhaltene Fertigkorn zeichnet sich daher durch eine sehr große Härte aus, was wiederum eine entsprechend erhöhte Lagerfähigkeit zur Folge hat. Durch Wiedereinführung des anfallenden Staubs und Überkorns mit neuer Schmelze gelingt die vollständige Überführung der eingebrachten Schmelze in ein Korn der gewünschten Größe. In diesem Falle können im Laufe von 24 Stunden 24 t Ammonsulfatsalpeter in die gleiche Menge, d. h. 24t, festen Ammonsulfatsalpeters einer Korngröße von 1,5 bis 5 mm übergeführt werden.In contrast, the substantial progress obtained with the application of the method according to the invention is based on the skilful use of the gradual solidification for the final shaping of the material to be grained. In contrast to all known methods, the fertilizers or fertilizer melts present in melt or solution are converted directly into a solid, uniformly granular form, with excellent storage life being obtained immediately without any further additives or auxiliaries. Embodiment A total of 24 tons of ammonium sulphate nitrate, which has a temperature of 58 °, is applied to the granulating plate of a granulating apparatus which has a diameter of 1.4 m and runs at 59 revolutions per minute. The temperature of the granulate drops to 105 ° during processing. As a result of the high processing temperature, such a strong water evaporation is achieved that the content of the finished grain is on average o.r to o.2% water. The finished grain obtained is therefore characterized by a very high hardness, which in turn results in a correspondingly increased shelf life. By reintroducing the resulting dust and oversized grain with new melt, the complete conversion of the introduced melt into a grain of the desired size is achieved. In this case, 24 tons of ammonium sulphate nitrate can be converted into the same amount, ie 24 tons, of solid ammonium sulphate nitrate with a grain size of 1.5 to 5 mm in the course of 24 hours.

Claims

PATENT CLAIMS; z. Process for the continuous graining of hot Molten salts, especially fertilizer molten salts containing ammonium nitrate, under simultaneous cooling, stirring, crushing and graining of the solidified melt mass, characterized in that the hot melt together with the grain size accumulating dust and oversized grains approximately in the middle of a horizontally standing, fixed, cooled from below with water and arranged in circular lines Breaking pins occupied plate is passed, on which the melting material through a counter pushing and pushing movement with simultaneous transport of the pins to the outer edge by means of a stirring and transport mechanism, its stirring or transport iron move between the circles of the breaking pins of the plate, crushed and in granular form is transferred. z. Device for carrying out the method according to Claim t, characterized in that the breaking pins in detr 'individual rows of circles, counted from the outer circle, in each further circle row at greater intervals are arranged from each other and that the inner third of the circles between the breaking pin running stirring iron on internal transport, the middle third radial and the outer Third is set to external transport.