NO121333B

NO121333B -

Info

Publication number: NO121333B
Application number: NO15930865A
Authority: NO
Inventors: G Morandi; M Piga; M Olper; A Arzani
Original assignee: Montedison Spa
Priority date: 1964-08-12
Filing date: 1965-08-11
Publication date: 1971-02-15
Also published as: NL6509990A; BE668009A; GB1114128A; IL24090A; NL145465B; SE332158B; DK116451B; ES316591A1; DE1542425A1; CH460724A

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av tørre, partikkelformede, kjemiske produkter. Process for the production of dry, particulate chemical products.

Oppfinnelsen vedrorer en fremgangsmåte for fremstilling avThe invention relates to a method for the production of

torre, partikkelformede, kjemiske produkter. Oppfinnelsen vedrorer spesielt en fremgangsmåte for fremstilling av faste, kjemiske produkter, som uorganiske salter og spesielt gjodningsstoffer i en torr, partikkelformet tilstand, hvorved man direkte går ut fra de i gassformig tilstand, i opplosning eller i suspensjon foreliggende reaktanter. dry, particulate, chemical products. The invention relates in particular to a method for the production of solid, chemical products, such as inorganic salts and especially fertilizers in a dry, particulate state, whereby one directly starts from the reactants present in a gaseous state, in solution or in suspension.

De vanlige fremgangsmåter for fremstilling av torrede, partikkelformede produkter, i særdeleshet gjodningsstoffer, involverer vanligvis at man forst lar de forskjellige reaktanter reagere, f.eks. ved en mer eller mindre sterkt kontrollert noytralise-ringsreaksjon mellom en syre eller en blanding av syrer og salter, og en base eller et basisk salt eller ved oppslutning av mineraler med uorganiske syrer i en vandig opplosning av varierende konsentrasjon, slik at det fremkommer en opplosning, suspensjon eller oppslemning, som kan viderebehandles ved granulering og torring. The usual methods for producing dry, particulate products, in particular fertilizers, usually involve allowing the various reactants to react, e.g. by a more or less strongly controlled neutralization reaction between an acid or a mixture of acids and salts, and a base or a basic salt or by dissolving minerals with inorganic acids in an aqueous solution of varying concentration, so that a solution appears , suspension or slurry, which can be further processed by granulation and drying.

Det foreligger derfor tre separate operasjoner, idet den forste er en kjemisk reaksjon, og de to siste er fysiske operasjoner, nemlig granulering og fjerning av den væskeformige fase, som i alminnelighet er vann. There are therefore three separate operations, the first being a chemical reaction, and the last two being physical operations, namely granulation and removal of the liquid phase, which is generally water.

Operasjonene granulering og fjerning av vannet fra oppslemningen, opplosningen eller suspensjonen kan utfores på mange forskjellige måter, avhengig av den væskemengde som skal fjernes, og det produkt som skal behandles. Blant de mer alminnelige anvendte metoder kan anfores: Granulering i tromler eller blandere av oppslemningen for tilsetning av fine, resirkulerende pulverformede stoffer eller andre additiver, hvis formål er å senke innholdet av væske i oppslemningen, så det fremkommer fuktige partikler, som deretter torres, f.eks. i roterovner, som gjennomstrommes av varme gasser. The operations of granulation and removal of the water from the slurry, solution or suspension can be carried out in many different ways, depending on the amount of liquid to be removed and the product to be treated. Among the more commonly used methods can be cited: Granulation in drums or mixers of the slurry for the addition of fine, recirculating powdery substances or other additives, the purpose of which is to lower the liquid content of the slurry, so that moist particles appear, which are then dried, f .ex. in rotary kilns, through which hot gases flow.

"Trilling", dvs. innsprøytning av produktet i et tårn, som bevirker en omdannelse til fast fase i motstrom mot kald luft, hvorved det innsproytede produkt krystalliserer eller entar en fast form, hvoretter det vil bli torret for det når tårnets bunn. "Trilling", i.e. injection of the product into a tower, which causes a transformation to a solid phase in countercurrent to cold air, whereby the injected product crystallizes or assumes a solid form, after which it will be dried before it reaches the bottom of the tower.

Spraytorring (eller forstovningstorring), dvs. forstovning avSpray drying (or atomization drying), i.e. atomization of

en oppslemning med hoyt fuktighetsinnhold i en strom av varme gasser, slik at det fremkommer et tort pulver, som deretter fuktes igjen, komprimeres og torres med henblikk på overforing til partikkelform. a slurry with a high moisture content in a stream of hot gases, so that a dry powder is produced, which is then moistened again, compressed and dried with a view to converting it into particle form.

Det er ytterligere undertiden mulig å kombinere to av operasjonene til en enkel. Det er således f.eks. mulig å granulere og torre samtidig i en granulator med en fluidisert masse eller i spesielle roterende tromler eller den kjemiske reaksjon kan gjennomføres tander samtidig granulering, f.eks. i en T.V.A. granulator under tilsetning av ammoniakk. Furthermore, it is sometimes possible to combine two of the operations into a single one. It is thus e.g. possible to granulate and dry simultaneously in a granulator with a fluidized mass or in special rotating drums or the chemical reaction can be carried out during simultaneous granulation, e.g. in a T.V.A. granulator while adding ammonia.

Alle de tre kjente prosesser er i det minste forbundet med visse ulemper, som behandlingsvanskeligheter, dårlig kontroll med formen og størrelsen av de oppnådde partikler, den begrensning som består i at utelukkende råmaterialer med lavt væskeinnhold kan anvendes, eller nødvendigheten av en betydelig resirkulasjon av findelte stoffer, hvilket gjor den anvendte apparatur tyngre og oker fremstillingsomkostningene, nødvendiggjor hjelpeappara-tur, nødvendiggjor en betydelig okning av behandlingstiden og hvilket i alminnelighet nødvendiggjor at det skal anvendes flere behandlings trinn. All three known processes are at least associated with certain disadvantages, such as processing difficulties, poor control of the shape and size of the particles obtained, the limitation that only raw materials with a low liquid content can be used, or the necessity of a significant recirculation of finely divided substances, which makes the equipment used heavier and increases the production costs, necessitates auxiliary equipment, necessitates a significant increase in the processing time and which generally necessitates the use of several processing steps.

Det er derfor oppfinnelsens formål å angi en fremgangsmåte,It is therefore the object of the invention to specify a method,

som i driftsmessig henseende er meget enkel og effektiv, og som også er ytterst hurtig og økonomisk med henblikk på fremstilling av kjemisk produkter, i særdeleshet gjodningsstoffer, i form av faste, torre partikler, hvis dimensjoner og former i det vesentlige er ensartet, i et enkelt behandlingstrinn, idet man går which in operational terms is very simple and efficient, and which is also extremely fast and economical with a view to the production of chemical products, in particular fertilisers, in the form of solid, dry particles, the dimensions and shapes of which are essentially uniform, in a single treatment step, as you go

direkte ut fra reaktantene som utgangsmaterialer. directly from the reactants as starting materials.

Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen for gjennomføring av en kjemisk reaksjon for fremstilling av torre, kornformede produkter, ved hvilken reaktantene innfores ved hjelp av en fluidiserende gass gjennom en fluidisert masse av voksende partikler av disse produkter og ved hvilken den fluidiserte masse har form som en kjeglestump, hvis tverrsnitt vokser med hoyden, karakter-iseres ved at åpningsvinkelen av kjeglen er mellom 55 og 65°»at reaktantene kontinuerlig innfores i medstrom og koaksialt med den fluidiserende gass, således at partiklene hurtig fores oppover gjennom massens midte, hvor hastigheten av den fluidiserende gass er storre og hvor de utsettes for påvirkningen fra_ reaktantstrammene, og at de fbres ned langs massens periferi, hvor hastigheten av den fluidiserende gass er lavere. Reaktantene har en tendens til å reagereøyeblikkelig etter injeksjonen og å avleires som et tynt lag på partiklene. Hvert lag reagerer fullstendig og tørrer, og på grunn av sirkulasjonen av partiklene på den måte, som vanligvis finner sted i forbindelse med fhudiserte masser, bygges det opp et antall av på hverandre følgende lag til dannelse av partiklene. Det bortføres kontinuerlig partikler av omkring denønskede gjennomsnittlige størrelse og av en i det vesentlige konstant form. The method according to the invention for carrying out a chemical reaction for the production of dry, granular products, in which the reactants are introduced by means of a fluidizing gas through a fluidized mass of growing particles of these products and in which the fluidized mass has the shape of a truncated cone, if cross-section increases with height, is characterized by the opening angle of the cone being between 55 and 65°, that the reactants are continuously introduced co-currently and coaxially with the fluidizing gas, so that the particles are rapidly fed upwards through the center of the mass, where the velocity of the fluidizing gas is larger and where they are exposed to the influence of_ the reactant strains, and that they are fed down along the periphery of the mass, where the velocity of the fluidizing gas is lower. The reactants tend to react immediately after injection and to deposit as a thin layer on the particles. Each layer reacts completely and dries, and due to the circulation of the particles in the manner that usually takes place in connection with fudified masses, a number of successive layers are built up to form the particles. Particles of approximately the desired average size and of an essentially constant shape are continuously removed.

Den varme, som er nødvendig til tørring av produktet og til gjennomføring av en endoterm reaksjon, kan føres til den gassformige, fluidiserende strøm, som over-fører sitt varmeinnhold til den fluidiserte masse med en meget stor varmeoverfør-ingshastighet, hvorved fordampningen av væskefasen sikres, og hvorved det sikres at reaksjonslikevekten forskyves 1 denønskede retning, når det dreier seg om en endoterm reaksjon. The heat, which is necessary for drying the product and for carrying out an endothermic reaction, can be fed to the gaseous, fluidizing stream, which transfers its heat content to the fluidized mass with a very high heat transfer rate, whereby the evaporation of the liquid phase is ensured , and by which it is ensured that the reaction equilibrium is shifted in the desired direction, when it is an endothermic reaction.

Når det dreier seg om en sterk exoterm reaksjon, er det muligens ikke nødvendigIn the case of a strongly exothermic reaction, it may not be necessary

å tilføre ytterligere varme til fordampning av væsken, da den varmemengde, som fremkommer ved reaksjonen, kan være tilstrekkelig, og den fluidiserende gass be-høver eventuelt ikke noen ytterligere oppvarmning. to add additional heat to vaporize the liquid, as the amount of heat produced by the reaction may be sufficient, and the fluidizing gas may not need any further heating.

Det apparat, som er nødvendig for utøvelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er meget enkelt. Det kan anvendes et oppreist tårn, som fortrinnsvis er sylindrisk, og som nederst er konisk, hvorved den koniske vinkel fortrinnsvis er 55 til 65°. De gasser, som fluidiserer den kornformede masse, tilføres til den lavere ende. I den lavere del av den konusformede bunn finnes det en injektor til å forstøve reaktantene og til å injisere dem i medstrøm med de fluidiserende gasser. Det finnes et over-løpsorgan, som er anbragt i flukt med massens øvre flate, fortrinnsvis ved enden av den koniske del med henblikk på utføring av det tørre, partikkelformede produkt, The apparatus which is necessary for carrying out the method according to the invention is very simple. An upright tower can be used, which is preferably cylindrical, and which is conical at the bottom, whereby the conical angle is preferably 55 to 65°. The gases, which fluidize the granular mass, are supplied to the lower end. In the lower part of the conical bottom there is an injector to atomize the reactants and to inject them co-currently with the fluidizing gases. There is an overflow member, which is arranged flush with the upper surface of the mass, preferably at the end of the conical part for the purpose of discharging the dry, particulate product,

mens utføringen av de utstøtte gasser skjer fra sylinderens øvre del. Disse gasser føres normalt gjennom en syklon for å fjerne medrevet støv, hvilket normalt resirkuleres i apparatet for å danne nye kondensasjonskimer for de derpå følgende voksende partikler, og de kan underkastes en behandling, hvorved deres frie varme fjernes og/eller hvorved nyttige stoffer, som finnes deri, som ureagerende gassformige bestanddeler og flyktige reaksjonsprodukter, fjernes. I forbindelse med fremstillingen av ammoniaksalter er det f.eks. mulig å gjenvinne både den fire varme av de ut- i støtte gasser samt den ammoniak, som de inneholder ved å vaske med en oppløsning av den syre, som skal anvendes som reaktant. while the discharge of the expelled gases takes place from the upper part of the cylinder. These gases are normally passed through a cyclone to remove entrained dust, which is normally recycled in the apparatus to form new condensation nuclei for the subsequent growing particles, and they may be subjected to a treatment whereby their free heat is removed and/or useful substances, such as contained therein, such as unreacted gaseous components and volatile reaction products, are removed. In connection with the production of ammonia salts, there is e.g. possible to recover both the heat of the exhaust gases as well as the ammonia they contain by washing with a solution of the acid to be used as reactant.

Hverken gitre eller porøse avprelningsplater, som er kjent innenfor det teknologiske Neither grids nor porous rebound plates, which are known in the technological field

—område, som består av fluidiserte masser, hvis tverrsnitt vokser med høyden, er —area, which consists of fluidized masses, whose cross-section increases with height, is

Siødvendige til understøtning av massen, men det er tilstrekkelig å ha en passende strømningshastighet av de fluidiserende gasser for å opprettholde massen i en fluidisert tilstand og for samtidig å bevirke en passende sirkulasjon av massens komponenter, slik at de faste partikler av den gassformige strøm hurtig slynges oppad gjennom den sentrale sone av massen, idet det dannes en slags stråle, hvoretter de fra toppen av massen på regelmessig måte faller nedad i det perifere, ringform-ede rom, hvor hastigheten av den understøttende gass er lavere mot den smale seksjon av konusen, i hvilken injektoren er anbragt, hvoretter de kastes oppad igjen. Partiklene vokser hele tiden ved på hverandre følgende avleiringer av tynne lag, inn-til den ønskede størrelse er nådd. Partiklene av det ferdige produkt er således resultatet av på hverandre følgende sykler, idet hver syklus omfatter reaksjon mellom de innførte bestanddeler, granulering og tørring. Samtidig finner det sted en sortering av partiklene, hvorved de største partikler har en tendens til å forbli på toppen eller overflaten av massen og på dennes periferi, hvorfor de lett kan fjernes gjennom overløpsorganet. Necessary to support the mass, but it is sufficient to have a suitable flow rate of the fluidizing gases to maintain the mass in a fluidized state and to simultaneously effect a suitable circulation of the components of the mass, so that the solid particles of the gaseous stream are quickly thrown upwards through the central zone of the mass, forming a kind of jet, after which they fall from the top of the mass in a regular manner downwards into the peripheral, ring-shaped space, where the velocity of the supporting gas is lower towards the narrow section of the cone, in which the injector is placed, after which they are thrown upwards again. The particles grow continuously by successive deposits of thin layers, until the desired size is reached. The particles of the finished product are thus the result of successive cycles, each cycle comprising reaction between the introduced components, granulation and drying. At the same time, a sorting of the particles takes place, whereby the largest particles tend to remain on the top or surface of the mass and on its periphery, which is why they can be easily removed through the overflow device.

Den måte, hvorpå reaktantene innføres i reaktoren, avhenger av den type kjemisk reaksjon, som finner sted. Ved en nøytralisasjonsreaksjon og i almindelighet når reaksjonen finner sted ved enkel blanding, er det f.eks. nødvendig å innføre dem separat på en slik måte at blandingen finner sted i reaktoren. Med henblikk herpå innføres reaktantene i reaktoren gjennom en injektor, som er dannet av minst to konsentriske dyser, i hvilken injektor de innføres separat. Hvis den ene av reaktantene på den annen side erigassformig, kan den innføres i reaktoren i blanding med de fluidiserende gasser. The way in which the reactants are introduced into the reactor depends on the type of chemical reaction taking place. In a neutralization reaction and in general when the reaction takes place by simple mixing, there is e.g. necessary to introduce them separately in such a way that mixing takes place in the reactor. For this purpose, the reactants are introduced into the reactor through an injector, which is formed by at least two concentric nozzles, into which injector they are introduced separately. If one of the reactants, on the other hand, is gaseous, it can be introduced into the reactor in a mixture with the fluidizing gases.

Hvis reaksjonen i motsetning dertil ikke finner sted ved enkel blanding, men må frem-kalles ved passende betingelser, som kun kan oppnås inne i reaktoren, kan de inn-føres i reaktoren i allerede blandet tilstand. Injektoren innfører de forskjellige reaktanter ved bunnen av den fluidiserte masse under den lavere seksjon i den fluidiserte strøm, som også innføres fra bunnen. If, in contrast, the reaction does not take place by simple mixing, but must be induced under suitable conditions, which can only be achieved inside the reactor, they can be introduced into the reactor in an already mixed state. The injector introduces the various reactants at the bottom of the fluidized mass under the lower section in the fluidized stream, which is also introduced from the bottom.

Spissen av injektoren bør være formet på en slik måte at den bevirker en grundig blanding av reaktantene, slik at reaksjonen påbegynnes like etter dysens utgangsåpning. Reaksjonen vil normalt fortsette i en aerosolfaffe og vil deretter slutte på overflaten av partiklene. The tip of the injector should be shaped in such a way that it causes a thorough mixing of the reactants, so that the reaction starts soon after the exit opening of the nozzle. The reaction will normally proceed in an aerosol compartment and will then terminate on the surface of the particles.

Hvis et av råmaterialene er gassformig, f.eks. ammoniak eller karbondioxyd, føres det fortrinnsvis til den indre dyse av injektoren med en større hastighet enn hastigheten av den gassformige fluidiserende strøm, hvorved forstøvningen og den grundige If one of the raw materials is gaseous, e.g. ammonia or carbon dioxide, it is preferably fed to the inner nozzle of the injector at a greater speed than the speed of the gaseous fluidizing stream, whereby the atomization and the thorough

blanding med den væskeformige komponent, f.eks. en oppløsning, en suspensjon,mixture with the liquid component, e.g. a dissolution, a suspension,

en oppslemning eller en pasta, som injiseres gjennom den ytre dyse, sikres.a slurry or paste, which is injected through the outer nozzle, is secured.

Hvis ingen av reaktantene er gassformige, fremmes forstøvningen av reaktantene fortrinnsvis ved virkningen av komprimert luft, som tvinges gjennom den ytre dyse. If none of the reactants are gaseous, the atomization of the reactants is preferably promoted by the action of compressed air, which is forced through the outer nozzle.

Det produkt, som utføres fra massen gjennom overløpsorganet, kan siktes, og de fineste partikler, hvis partikkelstørrelse ligger under en viss grense, blir vanlig-; The product, which is carried out from the mass through the overflow device, can be sieved, and the finest particles, whose particle size lies below a certain limit, become common-;

vis resirkulert til reaktoren, slik at støvpartiklene virker som vekstkimer for de derpå følgende partikler. be recycled to the reactor, so that the dust particles act as growth seeds for the particles that follow.

Det er mulig å gjennomføre prosessen som en kontinuerlig prosess, og når hastigheten , strømningen og temperaturen av de tilførte materialer og de fluidiserende gasser justeres på passende måte, har størrelsen av partiklene en tendens til å nærme seg en konstant verdi, slik at resirkulering kun er nødvendig i minimalt om-fang. Tilførsel av nye vekstkimer for å kompensere for utføringen av partiklene er ikke alltid nødvendig, da nye kimer dannes ved innbyrdes slitasje mellom partiklene eller ved slitasje mellom partiklene og reaktorens vegger. It is possible to carry out the process as a continuous process, and when the rate, flow and temperature of the feed materials and the fluidizing gases are suitably adjusted, the size of the particles tends to approach a constant value, so that recycling is only necessary to a minimal extent. The supply of new growth germs to compensate for the discharge of the particles is not always necessary, as new germs are formed by mutual wear between the particles or by wear between the particles and the walls of the reactor.

Et viktig trekk ved oppfinnelsen er at den sikrer en ytterst effektiv utveksling mellom de faste og gassformige faser på grunn av massens enorme spesifikke overflate; her-ved begunstiges de kinetiske aspekter av de fysisk-kjemiske reaksjoner mest mulig. An important feature of the invention is that it ensures an extremely efficient exchange between the solid and gaseous phases due to the mass's enormous specific surface area; here, the kinetic aspects of the physico-chemical reactions are favored as much as possible.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes i forbindelse med alle de industri-elle prosesser, ved hvilke det skal fremstilles faste, tørre partikler, idet man går ut fra reaktanter, av hvilke minst en er i væskeformig tilstand. The method according to the invention can be used in connection with all the industrial processes in which solid, dry particles are to be produced, starting from reactants, of which at least one is in a liquid state.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan f.eks. anvendes i forbindelse med fremstillingen av: ammoniumfosfat ut fra fortynnet fosforsyre og gassformig ammoniak, natriumfosfat ut fra fortynnet fosforsyre og natriumhydroxyd, kaliummetafosfat ut fra kaliumklorid og fortynnet fosforsyre, The method according to the invention can e.g. used in connection with the production of: ammonium phosphate from dilute phosphoric acid and gaseous ammonia, sodium phosphate from dilute phosphoric acid and sodium hydroxide, potassium metaphosphate from potassium chloride and dilute phosphoric acid,

trisubstituert superfosfat ut fra fortynnet fosforsyre og fosforit, ammoniumsulfat ut fra ammoniak og selv meget fortynnet svovelsyre, ammoniumsulfonitrat ut fra ammoniumsulfat, fortynnet salpetersyre og ammoniak, ut fra fortynnet salpetersyre, fortynnet svovelsyre og ammoniak eller ut fra ammoniumnitrat, fortynnet svovelsyre og ammoniak, hvorved blandingen trisubstituted superphosphate from dilute phosphoric acid and phosphorite, ammonium sulphate from ammonia and even very dilute sulfuric acid, ammonium sulphonitrate from ammonium sulphate, dilute nitric acid and ammonia, from dilute nitric acid, dilute sulfuric acid and ammonia or from ammonium nitrate, dilute sulfuric acid and ammonia, whereby the mixture

utføres ved slike temperaturer at ammoniumnitratet ikke nedbrytes, sammensatte gjødningsstoffer av forskjellig sammensetning ut fra salpetersyre, carried out at such temperatures that the ammonium nitrate does not break down, compound fertilizers of different composition based on nitric acid,

r- r-

fosforsyre, ammoniak og kaliumsalter,phosphoric acid, ammonia and potassium salts,

natrium- eller kaliumkarbonat ut fra karbondioxyd og fortynnet natrium- eller kaliumhydroxyd, idet den mellomliggende dannelse av bikarbonater unngås, selv med et overskudd av karbondioxyd ved å holde massen på en slik temperatur at bikarbonatet er ustabilt, sodium or potassium carbonate from carbon dioxide and dilute sodium or potassium hydroxide, the intermediate formation of bicarbonates being avoided, even with an excess of carbon dioxide, by keeping the mass at such a temperature that the bicarbonate is unstable,

aluminiumfluorid ut fra hydrogenfluorid i den gassformige tilstand eller i vandig oppløsning og aluminiumhydroxyd. aluminum fluoride from hydrogen fluoride in the gaseous state or in aqueous solution and aluminum hydroxide.

Avhengig av de almindelige krav til prosessen ifølge oppfinnelsen, f.eks. den kjemiske natur, partikkelstørrelser, tørrhetsgraden av partiklene, reaktanttypen, innholdet av væske, de involverte masser og omgivelsens art, kan driftsbetingelsene som temperatur, injeksjonshastighet av gassene og av reaktantene varieres innenfor vide grenser. Det kan f.eks. angis at Depending on the general requirements for the process according to the invention, e.g. the chemical nature, particle sizes, the degree of dryness of the particles, the type of reactant, the content of liquid, the masses involved and the nature of the environment, the operating conditions such as temperature, injection speed of the gases and of the reactants can be varied within wide limits. It can e.g. stated that

hastigheten av den inngående, fluidiserende gass avhenger av diameteren av apparatet og kan variere innenfor intervallet mellom 30 og 100 m/sekund, inngangshastigheten av reaktantene holdes fortrinnsvis på en verdi, som ikke ligger under hastigheten av den fluidiserende gass, the velocity of the entering fluidizing gas depends on the diameter of the apparatus and can vary within the interval between 30 and 100 m/second, the entering velocity of the reactants is preferably kept at a value which is not below the velocity of the fluidizing gas,

den gjennomsnittlige utgangshastighet av gassene (den fluidiserende gass, vann-damp og eventuelle reaksjonsprodukter) bør ha en slik størrelse at en over-dreven medrivning av faste stoffer unngås; den er derfor en funksjon av typen og størrelsen av partiklene, og dens verdi kan variere mellom 1 og 4 m/sekund, inngangstemperaturen av den understøttende gass er en funksjon av produkt-typen og av apparatets diameter, og den kan ha en verdi på fra 500 til 600°C eller mer, the average output velocity of the gases (the fluidizing gas, water vapor and any reaction products) should be of such a size that an excessive entrainment of solids is avoided; it is therefore a function of the type and size of the particles, and its value can vary between 1 and 4 m/second, the inlet temperature of the supporting gas is a function of the product type and of the diameter of the apparatus, and it can have a value of from 500 to 600°C or more,

utgangstemperaturen av gassene er en funksjon av produktet og må i alle tilfelle være høyere enn gassenes duggpunkt for å unngå kondensasjon i krets-løpet , the outlet temperature of the gases is a function of the product and must in all cases be higher than the dew point of the gases to avoid condensation in the circuit,

overkanten av massen holdes fortrinnsvis litt over (f .eks. 20 til 70 cm) den avsluttende del av apparatets konus for å tillate innsetningen av overløps-organet, the upper edge of the mass is preferably held slightly above (e.g. 20 to 70 cm) the final part of the device's cone to allow the insertion of the overflow member,

reaktantene kan være i en gassformig, væskeformig og fast form under for-utsetning av at de er injiserbare, idet minst en av dem er væskeformig, the reactants can be in a gaseous, liquid and solid form provided that they are injectable, at least one of them being liquid,

det avsluttende! fuktighetsinnhold av de oppnådde produkter avhenger av selve produktet samt naturligvis også av den krevende tørrhetsgrad; den gjennomsnittlige fuktighetsgrad ligger omkring 0,3 til 0,4%, men det kan, hvis ønsket, også oppnås verdier under 0, 1%, the finale! the moisture content of the products obtained depends on the product itself and of course also on the demanding degree of dryness; the average degree of moisture is around 0.3 to 0.4%, but values below 0.1% can also be achieved if desired,

partikkelstørrelsesfordelingen av det oppnådde produkt kan etter ønske varieres the particle size distribution of the obtained product can be varied as desired

innenfor et bredt interval, f .eks. fra 0,3 til 8 mm, og i tilfellet av gjødnings-stoffer fortrinnsvis fra 1 til 4 mm. within a wide range, e.g. from 0.3 to 8 mm, and in the case of fertilizers preferably from 1 to 4 mm.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen frembyr betydelige fordeler i sammenligning med de kjente fremgangsmåter av samme art. Blant disse fordeler skal særlig frem-heves følgende: - Elimineringen eller den betydelige reduksjon av det reaksjonstrinn, som ifølge kjent teknikk omfatter granulering og tørring, samt av visse apparatbestand-deler (reaktorer og omrøringsorganer, som i almindelighet er fremstilt av rustfritt stål); - det apparat, hvori reaksjonen, granuleringen<q>g tørringen finner sted, kan fremstilles av jern, da reaktantene ikke kommer i kontakt med veggene før etter at reaksjonen og tørringen har funnet sted på partiklenes overflate; - i tilfelle av kjemiske reaksjoner, som utvikler korroderende gasser, vil det være nødvendig å dra omsorg for å unngå enhver kondensasjon av de utstøtte gasser ved å isolere alle kalde steder i kretsløpet; - i tilfelle av exotherme prosesser utnyttes reaksjonsvarmen fullt ut, da denne utvikles inne i det apparat, hvori reaksjonen og granuleringen finner sted; - det er mulig å anvende reagenser, som inneholder enhver ønsket væskemengde, samt å gjennomføre reaksjoner, som vanligvis kun kan gjennomføres med kon-sentrerte reaktanter og lange reaksjonstider ved å anvende fortynnede råmaterialer og meget korte reaksjonstider, fordi reaktantene i den forstøvede fase og på overflaten av partiklene utsettes for enøyeblikkelig konsentrering på bekostning av den frie varme av gassene og ved hjelp av den meget store energi- og stoffutveksling, som finner sted i den fluidiserte fase, slik at prosessen i stor utstrekning er flexibel; - på grunn av den store temperaturutveksling er tørringen av partiklene meget hurtig; den termiske effektivitet er større enn ved vanlige tørringsprosesser, da det kan innføres meget varme gasser sammen med produkter, som vanligvis krever lavere tørringstemperaturer, idet reaktantene og det oppnådde produkt utsettes for en meget hurtig fordampning av vann, hvilket bevirker en senkning av gass-temperaturen til verdier, som ikke er skadelige for det ferdige produkt; - apparatet er meget enkelt og opptar kun et lite volum, hvorved dets sammen-stilling lettes betydelig, og dessuten finnes det i apparaturet ingen bevegelige deler (med unntagelse av en blåser og tilmatningspumpe til injektoren); derfor er apparaturet meget billig, det er lett å holde og kontrollere, og det kan gjøres fullautomatisk; - egenskapene av de oppnådde partikler er utmerkede, både hva angår utseende og ensartethet av dimensjonene, samt hva angår den meget svake tendens til støvdannelse under den påfølgende behandling, og da tørringen kun involverer overflatesonen av partiklene, er partiklene mer kompakte og inneholder ikke de The method according to the invention offers significant advantages in comparison with the known methods of the same kind. Among these advantages, the following should be highlighted in particular: - The elimination or significant reduction of the reaction step, which according to known techniques includes granulation and drying, as well as of certain apparatus components (reactors and stirring devices, which are generally made of stainless steel); - the apparatus in which the reaction, granulation<q>g drying takes place can be made of iron, as the reactants do not come into contact with the walls until after the reaction and drying have taken place on the surface of the particles; - in the case of chemical reactions, which develop corrosive gases, it will be necessary to take care to avoid any condensation of the expelled gases by isolating all cold places in the circuit; - in the case of exothermic processes, the heat of reaction is fully utilized, as this is developed inside the apparatus in which the reaction and granulation take place; - it is possible to use reagents, which contain any desired amount of liquid, and to carry out reactions, which can usually only be carried out with concentrated reactants and long reaction times by using diluted raw materials and very short reaction times, because the reactants in the atomized phase and on the surface of the particles is subjected to instantaneous concentration at the expense of the free heat of the gases and by means of the very large energy and substance exchange that takes place in the fluidized phase, so that the process is largely flexible; - due to the large temperature exchange, the drying of the particles is very high fast; the thermal efficiency is greater than with normal drying processes, as it very hot gases can be introduced together with products, which usually require lower drying temperatures, as the reactants and the product obtained are exposed to a very rapid evaporation of water, which causes a lowering of the gas temperature to values that are not harmful to the finished product; - the apparatus is very simple and occupies only a small volume, whereby its assembly is considerably facilitated, and furthermore there are no moving parts in the apparatus (with the exception of a blower and feed pump for the injector); therefore the apparatus is very cheap, it is easy to hold and control, and it can be done fully automatically; - the properties of the particles obtained are excellent, both in terms of appearance and uniformity of dimensions, as well as in terms of the very weak tendency to dust formation during the subsequent treatment, and since the drying only involves the surface zone of the particles, the particles are more compact and do not contain the

kapillare kanaler, som vanligvis blir tilbake i de våtformede partikler etter tørring, og som skyldes det innesluttende vann, som fra partiklens midte vandrer mot den ytre overflate med en derav følgende ugunstig virkning på den mekaniske motstandsdyktighet, - som følge av regelmessigheten av partiklene og på grunn av den nesten full-stendige mangel på store agglomerater kan formalings- og sikteapparatene fullstendig elimineres eller i det minste reduseres til et minimum, idet en siktning er tilstrekkelig for å resirkulere for små partikler og for å sende for store partikler til formaling; - ytterligere er behandlingen av de separate råmaterialer normalt meget lettere enn behandlingen av de allerede reagerte materialer, f.eks. oppslemninger, suspensjoner eller overmettede oppløsninger, likesom det er lettere å måle dem. capillary channels, which usually remain in the wet-formed particles after drying, and which are due to the contained water, which migrates from the center of the particle towards the outer surface with a consequent unfavorable effect on the mechanical resistance, - as a result of the regularity of the particles and on due to the almost complete lack of large agglomerates, the grinding and screening apparatus can be completely eliminated or at least reduced to a minimum, a screening being sufficient to recycle too small particles and to send too large particles to grinding; - further, the processing of the separate raw materials is normally much easier than the processing of the already reacted materials, e.g. slurries, suspensions or supersaturated solutions, as it is easier to measure them.

De følgende eksempler skal illustrere oppfinnelsen.The following examples shall illustrate the invention.

EKSEMPEL 1EXAMPLE 1

Fremstilling av ammoniumfosfat.Production of ammonium phosphate.

Det fremstilles partikkelformet ammoniumfosfat ut fra fortynnet fosforsyre med 30 vekt-% P2^5' som er fremstilt ve(^ en våt prosess, og gassformig ammoniak (et eksempel på en reaksjon mellom en væske og en gass). Particulate ammonium phosphate is produced from diluted phosphoric acid with 30% by weight of P2^5', which is produced in a wet process, and gaseous ammonia (an example of a reaction between a liquid and a gas).

350 kg av et partikkelformet produkt, som er fremstilt ved foregående prosesser, fluidiseres i en reaktor med en konusformet bunndel ved hjelp av en luftstrøm med en inngangstemperatur på 360°C og en strømningshastighet på 3,000 m<3>/time, målt ved normal temperatur og trykk. Konusvinkelen er 60°, og den gjennomsnittlige porøsitet av massen er ca. 0,5. Gjennom en injektor, som er anbragt ved bunnen av apparatet, injiseres som i reaktoren pr. time 660 liter fosforsyre, som er fortynnet til 30 vekt-% ^ 2^ 5' S) eanom en perifer dyse av injektoren, og gjennom den indre dyse injiseres det pr. time 75 kg gassformig ammoniak i reaktoren. Reaktantene injiseres med en slik hastighet at syren og den gassformige ammoniak er forstøvet og grundig blandet i umiddelbar nærhet av injektorens spiss. 350 kg of a particulate product, which is produced by the preceding processes, is fluidized in a reactor with a cone-shaped bottom part by means of an air stream with an inlet temperature of 360°C and a flow rate of 3,000 m<3>/hour, measured at normal temperature and press. The cone angle is 60°, and the average porosity of the mass is approx. 0.5. Through an injector, which is placed at the bottom of the device, as in the reactor per hour 660 liters of phosphoric acid, which is diluted to 30% by weight ^ 2^ 5' S) through a peripheral nozzle of the injector, and through the inner nozzle it is injected per hour 75 kg of gaseous ammonia in the reactor. The reactants are injected at such a rate that the acid and gaseous ammonia are atomized and thoroughly mixed in the immediate vicinity of the injector tip.

Den frie varme av bæregassen fremmer i forening med reaksjons varmen, fordampningen av vannet, og reaksjonen fullføres på overflaten av partiklene. The free heat of the carrier gas, together with the heat of reaction, promotes the evaporation of the water, and the reaction is completed on the surface of the particles.

Ved den driftsmessige produksjonshastighet viser apparatet en kapasitet pr. time på 500 kg av et meget homogent og kompakt produkt med et innhold av 12 vekt-% N og 52 vekt-% P20g med et fuktighetsinnhold på 0 , 3% og med partikler, hvis størrelse ligger mellom 2 og 4 mm, idet mindre partikler resirkuleres til reaktoren. At the operational production rate, the device shows a capacity per hour of 500 kg of a very homogeneous and compact product with a content of 12% by weight N and 52% by weight P20g with a moisture content of 0.3% and with particles whose size is between 2 and 4 mm, with smaller particles is recycled to the reactor.

Gassene forlater reaktoren ved en temperatur på 105°C , mens det medrevne støv separeres i en separatorsentrifuge til støv og returneres til reaktoren. The gases leave the reactor at a temperature of 105°C, while the entrained dust is separated in a separator centrifuge into dust and returned to the reactor.

Ved å arbeide under de samme omstendigheter og ved å variere det molare forhold mellom ammoniak og fosforsyre oppnås det gjødningsstoffer med forskjellige for-holdstall N/P2Os, f.eks. mellom 11/53 og 16/48. By working under the same circumstances and by varying the molar ratio between ammonia and phosphoric acid, fertilizers with different N/P2Os ratios are obtained, e.g. between 11/53 and 16/48.

Driftsbetingelsene er av lignende art, men med en økning i produksjons-kapasitet pr. time på grunn av denøkede reaksjonsvarme, når det molare forhold mellom ammoniak og fosforsyre forandres til en verdi som ligger tett ved 2. De utstøtte gasser kan, hvis ønsket, vaskes med fosforsyre for å gjenvinne den ammoniak, som finnes i gassene i mengder, som beløper seg til få prosent av den inn-førte ammoniak. The operating conditions are of a similar nature, but with an increase in production capacity per hour due to the increased heat of reaction, when the molar ratio between ammonia and phosphoric acid changes to a value close to 2. The expelled gases can, if desired, be washed with phosphoric acid to recover the ammonia, which is present in the gases in quantities, which amounts to a few percent of the introduced ammonia.

EKSEMPEL 2EXAMPLE 2

Fremstilling av trisubstituert superfosfatPreparation of trisubstituted superphosphate

Partikkelformet, trisubstituert superfosfat fremstilles ut fra fortynnet fosforsyre med 30 vekt- % P2<->5 °% ^os^orit * form av små sten, hvilket er et eksempel på en reaksjon mellom en væske og et fast stoff. ;Pr. time blandes 214 kg fosforit i form av små sten kontinuerlig i kulden med 405 liter fosforsyre med en konsentrasjon av 30 vekt-% ^ 2^ 5' Ve^tanalysen av fosforit-ten er som følger: ; Den oppnådde suspensjon sendes deretter øyeblikkelig til granuleringsreaktoren gjennom en dyse med komprimert luft for å fremme forstøvningen av de blandede råmaterialer. Massen, som består av ca. 350 kg av et partikkelformet produkt, fluidi seres av en strøm av varm luft ved en temperatur på 280°C og med en strømnings-hastighet på 3.000 m /time, målt ved normal temperatur og trykk. Vinkelen av den koniske del av reaktoren er 60°, og den gjennomsnittlige porøsitet beløper seg til ca, 0,5. ;De partikler, som utgjør den fluidiserte masse, har en temperatur på 90 til 100°C; ;gassene forlater reaktoren ved nesten samme temperatur, og i disse gasser finnes det visse medrevne reaksjonsprodukter, som HF og COg. Etter passasje av gassene gjennom en sentrifugeseparator for støv separeres den HF, som finnes i gassene, før de utstøtte gasser bortledes til atmosfæren. ;Under driftsbetingelser og etter ca. 2 timers forløp etter prosessens på-begynnelse utviser reaktoren en kontinuerlig produksjon pr. time på 450 kg ferdig produkt. En kjemisk analyse på vektbasis av dette produkt, utført umiddelbart etter en prøveuttagning, så således ut: ; Det ferdige produkt har kornstørrelser;mellom 2 og 4 mm.;Det oppnås praktisk talt de samme reaksjonsutbytter, når det anvendes andre typer fosforit, som Gafsa-, Casablanca-, Florida- og Giordania-fosforit. ;EKSEMPEL 3.;Fremstilling av et sammensatt gjødningsmiddel, som inneholder n/ P„0^/K„Q ;Dette er et eksempel på en reaksjon mellom en gass og en væske eller en blanding mellom væsker og et fast stoff. ;Pr. time blandes 315 liter HgP04 med en konsentrasjon av 30% P2°5med 332 kS tørt K2S04og med 300 kg NH^NOg med en konsentrasjon av 82 vekt-%, idet blandingen foretas kald og uten avbrytelser. ;Som en forebyggende foranstaltning behandles den grøtaktige masse med 31,2 kg —ammoniak pr. time, til pH 3 , og den sprøytes gjennom den ytre dyse av en injektor, ;som er anbragt ved bunnen av den fluidiserte masse, som består av ca. 350 kg partikler, understøttet av 3.000 m<*>luft ved en temperatur av 350°C pr. time, beregnet ved normal temperatur og trykk. Den koniske vinkel er 60°, og massens gjennomsnittlige porøsitet er ca. 0,5. Particulate, trisubstituted superphosphate is produced from diluted phosphoric acid with 30% by weight P2 <->5 °% ^os^orite * in the form of small stones, which is an example of a reaction between a liquid and a solid substance. ;Pr. hour, 214 kg of phosphorite in the form of small stones is mixed continuously in the cold with 405 liters of phosphoric acid with a concentration of 30% by weight ^ 2^ 5' The weight analysis of the phosphorite is as follows: ; The obtained suspension is then sent immediately to the granulation reactor through a nozzle of compressed air to promote the atomization of the mixed raw materials. The mass, which consists of approx. 350 kg of a particulate product is fluidized by a stream of hot air at a temperature of 280°C and with a flow rate of 3,000 m/hour, measured at normal temperature and pressure. The angle of the conical part of the reactor is 60°, and the average porosity amounts to about 0.5. The particles that make up the fluidized mass have a temperature of 90 to 100°C; The gases leave the reactor at almost the same temperature, and in these gases there are certain entrained reaction products, such as HF and COg. After passing the gases through a centrifugal dust separator, the HF present in the gases is separated before the expelled gases are discharged to the atmosphere. ;Under operating conditions and after approx. 2 hours after the start of the process, the reactor shows a continuous production per hour of 450 kg of finished product. A chemical analysis by weight of this product, carried out immediately after sampling, was as follows: ; The finished product has grain sizes between 2 and 4 mm. Practically the same reaction yields are obtained when other types of phosphorite are used, such as Gafsa, Casablanca, Florida and Giordania phosphorite. ;EXAMPLE 3.;Production of a compound fertiliser, containing n/ P„0^/K„Q ;This is an example of a reaction between a gas and a liquid or a mixture between liquids and a solid substance. ;Pr. hour, 315 liters of HgP04 with a concentration of 30% P2°5 are mixed with 332 kS of dry K2S04 and with 300 kg of NH^NOg with a concentration of 82% by weight, the mixing being carried out cold and without interruptions. As a preventive measure, the mushy mass is treated with 31.2 kg of ammonia per hour, to pH 3, and it is sprayed through the outer nozzle of an injector, which is placed at the bottom of the fluidized mass, which consists of approx. 350 kg of particles, supported by 3,000 m<*>of air at a temperature of 350°C per hour, calculated at normal temperature and pressure. The conic angle is 60°, and the mass's average porosity is approx. 0.5.

Samtidig injiseres det gjennom den indre dyse 21,5 kg gassformig ammoniak pr. time for å fremme forstøvningen av den grøtaktige masse og for å nøytralisere til et pH av 5,2. At the same time, 21.5 kg of gaseous ammonia is injected through the internal nozzle per hour to promote atomization of the mushy mass and to neutralize to a pH of 5.2.

Massen har en temperatur av ca. 90°C , og gassene forlater reaktoren ved 100°C , hvoretter de underkastes et tørt separasjonstrinn for å gjenvinne medrevet støv. Gassene vaskes deretter våte ved hjelp av den fosforsyre, som skulle anvendes i prosessen med henblikk på å gjenvinne den i gassen tilstedeværende ammoniak i en mengde av et par prosent i forhold til den innførte mengde og med henblikk på å gjenvinne den frie varme av selve gassene. The mass has a temperature of approx. 90°C, and the gases leave the reactor at 100°C, after which they are subjected to a dry separation step to recover entrained dust. The gases are then washed wet with the help of phosphoric acid, which was to be used in the process with the aim of recovering the ammonia present in the gas in an amount of a few percent in relation to the introduced amount and with the aim of recovering the free heat of the gases themselves .

Under driftsmessige betingelser oppnås det 750 kg gjødningsstoff pr. time, hvilket gjødnings stoff viste et forhold N/P2Og/K20 på 16/16/16, et fuktighetsinnhold mindre enn 0 , 5% og en partikkelstørrelse mellom 2 og 4 mm. Under operating conditions, 750 kg of fertilizer is achieved per hour, which fertilizer showed a ratio N/P2Og/K20 of 16/16/16, a moisture content of less than 0.5% and a particle size between 2 and 4 mm.

Det oppnådde produkt kan stilles på lager, ennå mens det er varmt, og det vil bi-beholde sin perfekte tilstand uten anvendelse av anti-sammenbakningsmidler. The product obtained can be stored while still hot, and it will retain its perfect condition without the use of anti-caking agents.

Fremgangsmåten kan varieres derved at hele eller en del av den faste komponent (i nærværende tilfelle kaliumsaltet) kan innføres direkte i reaktoren sammen med det resirkulerte materiale med liten partikkelstørrelse, i stedet for å blande den med de andre komponenter i forveien. The method can be varied in that all or part of the solid component (in the present case the potassium salt) can be introduced directly into the reactor together with the recycled material of small particle size, instead of mixing it with the other components beforehand.

Med de samme råmaterialer, som anvendes i andre forhold, (som kaliumkilde kanKC1 anvendes) er det mulig å oppnå andre gjødningsstoffblandinger, som blandinger med forholdN/P205/K20 på 8/24/24, 11/22/22 og 12/24/12 , selv om nesten nøyaktig de samme driftsbetingelser opprettholdes. With the same raw materials, which are used in other ratios, (KC1 can be used as a potassium source) it is possible to obtain other fertilizer mixtures, such as mixtures with ratios N/P205/K20 of 8/24/24, 11/22/22 and 12/24/ 12 , although almost exactly the same operating conditions are maintained.

Claims

1. Process for carrying out a chemical reaction for the production of dry, granular products, in which the reactants are introduced by means of a fluidizing gas through a fluidized mass of growing particles of these products and in which the fluidized mass has the shape of a truncated cone,

whose cross-section increases with height, characterized by the opening angle of the cone being between 55 and 65°, that the reactants are continuously introduced co-currently and coaxially with the fluidizing gas, so that the particles are rapidly fed upwards through the center of the mass, where the velocity of the fluidizing gas is larger and where they are exposed to the influence of the reactant drums, 6g~aT they are fed "down along the periphery of the mass,

: where the velocity of the fluidizing gas is lower,

I 2. Method according to claim 1, characterized

; in that one or more of the reactants is injected at a rate greater than or at least equal to

the heat of the fluidizing stream.