Verfahren zur Herstellung von körnigem Amanoniumsalz- Düngemittel
Die Erfindung bezient sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines körnigen Ammoniumsalzdüngemittels durch Zufuhr von Ammoniak und wenigstens einer Säure, die mit Ammoniak exotherm reagiert, und Entfernung eines Teiles des Granulierfertiggutes aus dem Körnerbett.
Dünger sind Stoffe, welche eines oder mehrere der drei für die pflanzliche Ernährung wesentlichen Elemente Stickstoff, Phosphor und Kalium enthalten, welche übli chenveise als N, P2O.- und K2O ausgedrückt werden.
Ammoniumsalze werden wegen ihres Stickstoffgehalts allgemein als Dünger-Bestandteile verwendet; Beispiele davon sind Ammoniumsulfat, Ammoniumnitrat und Ammoniumphosphat, von denen das letztere zugleich Phosphor liefert.
Bei der Herstellung von für Düner verwendeten Ammoniumsalzen lässt man im allgemeinen in irgendeiner Verfahrensstufe Ammoniak mit einer Mineralsäure reagieren. Diese Reaktion ist stark exotherm, so dass es natürlich wünschenswert ist, diese Wärme soweit wie möglich nutzbar zu machen. Der wirtschaftlichste Weg hiefür besteht natürlich darin, die Reaktion bei der Düngerherstellung in situ stattfinden zu lassen, was üblicherweise mit Ammonisierung bezeichnet wird.
Die Ammonisierung wird bei der Düngerfabrikation zur Herstellung eines halbtrockenen oder trockenen körnigen Produkts verwendet, wobei jedoch die Granu lierungsphase im wesentlichen auf einer Agglomeration beruht. In einer solchen kombinierten Ammonisierungsund Granulierungs-Operation werden trockene Düngersalz-Partikel mit Mineralsäure befeuchtet und gemahlen, geschüttelt oder auf andere Weise bewegt, bis sie sich zu Körnem zusammenballen. Zur Bildung des der betreffenden vorhandenen Mineralsäure entsprechenden Ammoniumsalzes wird dann Ammoniak in das Bett eingeblasen. Obschon die bei dieser Reaktion entstehende Wärme das Produkt bis zu einem gewissen Grade trocknet, reicht sie nicht aus, um ein < < trockenes Produkt zu liefern.
Der Ausdruck trocken wird hier und im folgenden zur Kennzeichnung eines Produkts verwendet, dessen Feuchtigkeitsgehalt unterhalb einem gewissen Niveau liegt, welches üblicherweise ungefähr 0,5% H,-O beträgt, aber von der Zusammensetzung abhängt, bei der das im Verlaufe der Lagerung eintretende Zusammenbacken zu einer ernsthaften Gefahr wird. Die Trocknung durch die bei der Ammonisierung freiwerdende Wärme bleibt unvollständig, weil in der festen Substanz eine relativ grosse Wassermenge (gewöhnlich. etwa 10%) zugegen sein muss, damit eine Agglomeration eintritt, sowie auch deshalb, weil sich das eingeführte Wasser dabei durch das ganze Korn hindurch verteilt, anstatt als leicht zu verdampfende Schicht auf dessen Oberfläche zu bleiben.
Überdies ist diese Art von Granulierung, bei der man auf das Vorhandensein einer flüssigen Phase angewiesen ist, für wärmeempfindliche Substanzen nicht geeignet, insbesondere dann, wenn sehr leichtlösliche Salze wie Ammoniumnitrat zugegen sind, da schon ein relativ geringer Temperaturanstieg zur Bildung übermässig grosser Körner führen kann und die Granulierung schwer unter Kontrolle zu halten ist. Eine andere mit ungleichmässiger Wärmeverteilung verbundene Gefahr besteht in der Entstehung explosiver Brände, welche insbesondere bei Vorhandensein von Ammoniumnitrat oder Salpetersäure auftreten können.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung Ammoniumsalze enthaltender gekörnter Dünger, insbesondere von Ammoniumphosphaten, besteht in einem Schichtungs prozess . Dabei werden vorgebildete Körner durch einen Schaufelmischer, ein Knet- oder Rührwerk zurückgeleitet, in welchem sie mit einer das Ammoniumsalz enthaltenden Lösung oder einem Brei eines solchen überzogen werden. Die so beschichteten Körner werden getrocknet, ein Teil des Granulats mit der erwünschten Korngrösse wird als Produkt aus dem System abgetrennt und der Rest wieder in den Umlaufs-Zyklus zurückgeführt. Das so gebildete körnige Produkt weist eine Zwiebelschalen -Struktur auf.
Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die Bildungswärme des Ammoniumnitrats nicht zur Herstellung eines trockenen Produkts benützt wird und für die Erzielung eines nicht-zusammenbackenden Granulats Wärme aus einer äusseren Quelle herangezogen werden muss. Da ausserdem das gesamte Material der ganzen Fabrikation die Granulierungs-, Trocknungsund Siebungs-Operation zu durchlaufen hat, belastet die ganze Umlaufmenge sowohl mengen- als auch wärmemässig alle Abschnitte der für diese Operationen erforderlichen Einrichtung.
Es zeigte sich nun, dass der Umlaufprozess gemäss der vorliegenden, nachstehend beschriebenen Erfindung die Herstellung eines Ammoniumsalze enthaltenden körnigen und praktisch trockenen Düngers gestattet, ohne dass von aussen gelieferte Wärme oder eine nachträgliche Trocknung erforderlich ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von körnigem Ammoniumsalz-Düngemittel durch Zufuhr von Ammoniak und wenigstens einer Säure, die mit Ammoniak exotherm reagiert, zu einem sich umwälzenden Körnchenbett des gleichen Ammonsalzes und Entfernung eines Teils des Granalienfertiggutes aus dem Körnchenbett ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ammonsalzkörnchen in Form eines Kreislaufes umgewälzt und das Ammoniak und die Säure an je einer bestimmten Stelle des Kreislaufs zugeführt werden und die Kreislaufgeschwindigkeit der Ammonsalzkörnchen so gewählt wird, dass die Körnchen ihre diskrete Identität beibehalten. und dass die auf den Körnchen jeweils gebildete neue Schicht an Ammonsalz den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt aufweist, beim Verlassen der Einführungsstelle des Ammoniaks bi:
:w. der Säure und vor der Rückfüh rung zu den genannten Stellen, wobei das Verhältnis der Gewichtsmenge der in Rückführung befindlichen Grana- lien zu der Gewichtsmenge des ausscheidenden granulierten Produkts mindestens 20:1 und bis 900: r beträgt.
Der Feuchtigkeitsgehalt der Körner im genannten begrenzten Abschnitt beträgt mit Vorteil mindestens 0,1% weniger als dejenige bei dem die Körner bei der Temperatur des genannten begrenzten Abschnitts ihre unzusammenhängende, lose Form zu verlieren neigen.
In der nachfolgenden Tabelle sind im Sinne eines Beispiels die Resultate einer Reihe von Versuchen wiedergegeben, die zur Feststellung der maximal zulässigen Feuchtigkeitsgehalte im begrenzten Abschnitt für Endprodukte verschiedener chemischer Zusammensetzung durchgeführt wurden. In der Tabelle sind ebenfalls die Temperaturen im begrenzten Abschnitt angegeben, da die höchstzulässigen Feuchtigkeitsgehalte mit diesen Temperaturen in enger Beziehung stehen.
der Menge des in Rückführung befindlichen Granulats zur Menge des abgeschiedenen körnigen Produkts mindestens 20:1 bis 900: 1 und, insbesondere bei der Durchführung im grossen Massstab, mit Vorteil zwischen 30:1 und 60:1.
Die in Rückführung befindlichen Körner können mit den Reaktionsteilnehmern auf drei verschiedene Arten behandelt werden. Erstens kann man, und dies ist der zweckmässigste Weg, die Säure oder die Säuren einem Granulat mit der Zusammensetzung des Endprodukts zugeben und diese angesäuerten Körner dann mit Ammoniak behandeln. Zweitens können die Punkte der Einleitung der beiden Reaktionsteilnehmer praktisch zusammenfallen. Drittens kann man einem Granulat mit der Zusammensetzung des Endprodukts zuerst Ammoniak zugeben und die so mit Ammoniak beladenen Körner dann anschliessend ansäuern.
Wenn es erwünscht ist, dem in Rückführung befindlichen Strom die Reaktionsteilnehmer an zwei oder mehr verschiedenen Punkten zuzuführen, können diese Zugaben auf die eine oder andere oder eine Kombination eben genannten Arten erfolgen.
Das Granulat kann zur Rückführung gesetzt werden, indem man cs von einer Stelle einer in Bewegung befindlichen Schicht ( moving bed ) zu einer anderen Stelle der gleichen Schicht überführt oder aber in eine andere Schicht, von welcher es dann in die erstere zurückgeführt wird. Bei einem solchen Prozess wird das Granulat zweckmässig während der Überführung mit Säure benetzt, und der Ammoniak wird, was eine weitere vorteilhafte Ausführungsform darstellt, demjenigen Teil der Schicht zugeführt, in welchen das Granulat zurückkehrt.
Die für dieses Verfahrenmit Vorteil verwendeten Säuren sind Phosphor-, Schwefel- und Salpetersäure; man kann jedoch jede beliebige Säure verwenden, welche mit Ammoniak exothermisch reagiert. Damit man trokkene Körner erhält, muss die Konzentration der verwendeten Säure oder des Säuregemisches natürlich so hoch sein, dass die damit eingeführte Wassermenge klein genug ist, um durch die bei der Reaktion zwischen Ammoniak und der oder den Säuren gebildete Wärme auf adequate Weise verdampft werden zu können.
Wenn zwei Säuren an verschiedenen Punkten zugeführt werden, braucht jedoch nur das gesamte eingeführte Wasser mit der gesamten, verfügbaren Reaktionswärme in Gleichgewicht zu sein, d.h. bei stabilen Betriebsbedingungen variiert der Feuchtigkeitsgehalt zwischen verschiedenen Zu granulierendes Material HAO im % lL"O im Temperatur im be
Produkt Material Produkt begrenzten Abschnitt grenzten Abschnitt (OC) Dünger-Monoammoniumphosphat (DMPA) 1,2 1,6 110 28,1 % DMPA, 34,0 % Ammoniumnitrat, 0,7 0,9 80 37,9 % Kaliumchlorid 53,5 -DMPA, 22,6% Ammoniumnitrat, 1,0 1,2 100 23,9 % Kaliumchlorid 21,5 % DMPA, 59,1 % Ammoniumnitrat,
0,4 0,46 75 19,4 % Kaliumchlorid
Auch erfolgt die Regulierung der Zugabegeschwindigkeit des Ammoniaks und der Säure vorzugsweise unter Berücksichtigung der Rückführungsgeschwindigkeit der Körner im Strom. Ferner beträgt das Verhältnis Stellen der in Umlauf befindlichen Schicht nicht in nennenswertem Ausmass.
Sofern nicht sehr konzentrierte Säuren verwendet werden, benützt man mit Vorteil praktisch wasserfreies Ammoniak. Immerhin kann auch eine wässerige Ammoniaklösung verwendet werden, sofern die Gesamtmenge des dem Reaktor zugeführten Wassers geringer ist als diejenige, welche durch die Reaktionswärme auf vemünftige Weise verdampft werden kann.
Um die gewünschte Zusammensetzung zu erhalten, kann man beliebige weitere Düngersalze oder Zusätze wie beispielsweise Harnstoff, Kaliumsalze, Phosphate usw. zugeben. Ausserdem kann man in diesem Stadium andere Stoffe wie Schädlingsbekämpfungsmittel, Fungicide usw. zufügen, sofern sie unter den Reaktionsbedingungen stabil sind.
Gewisse Zusammensetzungen, insbesondere diejenigen auf der Grundlage von Ammoniumnitrat, sind wärmeempfindlich und haben die Neigung, im Hinblick auf die Kornbildung zu plastisch zu werden, wenn die Schichttemperatur zu hoch ist. Die Schichttemperatur lässt sich unter Kontrolle halten durch die Zugabegeschwindigkeit der Reaktionsteilnehmer, durch die Konzentration der verwendeten Säure oder gewünschtenfalls auch noch von aussen her, beispielsweise indem man kalte Luft über die Schicht bläst.
Um von der Reaktionswärme wirkungsvoll Gebrauch zu machen, lässt man den Granulat-Strom zweckmässig im Innern eines einzigen Reaktors umlaufen. Es sind verschiedene Reaktor-Typen verfügbar, in welchen sich dies durchführen lasse.
Im folgenden werden anhand der schematischen Zeichnung zwei Beispiele von Ausführungsformen einer hiefür verwendbaren Vorrichtung beschrieben. Fig. 1 der Zeichnung stellt eine Vorrichtung dar, die aus einer Trommel besteht, und Fig 2 eine Vorrichtung mit zwei Trommeln.
Gemäss Fig. 1 ist eine einzelne Trommel 1, die etwa 60cm Durchmesser und rund 45 cm Länge besitzt, auf der einen Seite 2 geschlossen, auf welcher sich im Innern eine Reihe von Schöpfbechern 3 befinden.
Im Trommelinnern befindet sich ferner eine von der geschlossenen Seite 2 her gegen die offene Seite abwärts geneigte Rutsche 4, in welche nahe bei ihrem untern Ende eine Leitung 5 mündet, welche durch die offene Seite der Trommel eintritt. Eine zweite Leitung 6 mündet unterhalb des unteren Endes der Rutsche 4 in die Trommel.
Wenn beim Betrieb die Trommel 1, in deren Innern sich eine Granulat-Schicht 7 befindet, zur Rotation gebracht wird, bewegen sich die Körner von der Öffnung her gegen die geschlossene Seite zu, wo sie von den Schöpfbechern 7 in die Höhe gehoben und dann in die Rutsche 4 entleert werden und durch diese wieder gegen das offene Ende der Trommel herunterfallen. Durch die Leitung 5 wird Säure eingeleitet, und unterhalb der aus angesäuerten Körnern bestehenden Schicht wird durch die Leitung 6 gasförmiges Ammoniak zugeführt.
In gegebenen Zeitabständen wird das Produkt entsprechend dem durch die Säure- und Ammoniak-Zugabe erhaltenen mengenmässigen Zuwachs von Hand mit einer Schöpfkelle aus der in der Trommel befindlichen Schicht herausgenommen.
Nach einer anderen, in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsform können die Säure- und Ammoniak-Zuleitungen konzentrisch angeordnet sein, so dass sie unterhalb der Rutsche in die Schicht des im Umlauf befindlichen Granulats einmünden.
Bei der Vorrichtung gemäss Fig. 2 besteht der Reaktor aus zwei Trommeln, wovon die Trommel 3 im Innern der Trommel 4 montiert ist, welche feste, stationäre, endständige Abschlussplatten 4b und 4c aufweist. Die beiden Trommeln enthalten je eine Schicht vorgebildeter Körner 3a bzw. 4a. Bei Rotation der ganzen Einheit wandert das Granulat der innern Trommel 3 entlang und fällt dann in Unterbrüchen durch zur Deckung kommende Öffnungen 9 und 10 in der Abschlussplatte 5 der innern Trommel und der stillstehenden Stauplatte 6 in die äussere Trommel 4, der es entlangwandert, bis es durch die Schöpfbecher 7 emporgehoben und von da durch eine gegabelte Rutsche 8 wieder in die innere Trommel geschüttet wird. Durch die Leitung 1 wird Säure in die innere Trommel 3 eingeleitet, und an einem nahe, aber tiefer gelegenen Punkt wird gasförmiges Ammoniak durch die Leitung 2 eingeleitet.
Im folgenden soll nun wieder auf den Prozess als solchen Bezug genommen werden. Da der auf das einzelne Korn aufgebrachte Säure-Überzug relativ dünn ist, erfolgt der Umsatz mit dem Ammoniak und damit die Trocknung sehr rasch. Die Umlaufgeschwindigkeit darf immerhin nicht so gross sein, dass die Säureschicht auf den wieder in die Zirkulation zurückgeführten Körnern nicht reagiert und trocknet, bevor die Körner wieder mit der Säure benetzt werden. Andererseits ist eine hohe Umlaufgeschwindigkeit aber wieder erwünscht, da das Verhältnis der SäurezuiFuhrgescllwindigkeit zur Umlaufgeschwindigkeit des festen Materials ebenfalls einen Grenzfaktor darstellt. Wenn im Verhältnis zum zirkulierenden Granulat zuviel Säure zugegeben wird, verlicren die Körner ihre diskrete Identität und agglomerieren zu übermässiger Grösse.
Es wurde festgestellt, dass dieser unerwünschte Sachverhalt im allgemeinen dann eintritt, wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Körner im begrenzten Abschnitt der Zugabe der Reaktionsteilnehmer einen Wert von etwa 1% übersteigt; dieser Wert hängt jedoch von der Zusammensetzung der Körner ab. Der Feuchtigkeitsgehalt kann durch Anpassung der Zufuhrgeschwindigkeit der Reaktionsteilnehmer an die Umlaufgeschwindigkeit auf oder unterhalb dieser Limite gehalten werden.
Auch darf man den Feuchtigkeitsgehalt in der Granulat Schicht unmittelbar vor der Säure- und Ammoniak Behandlung im Verlauf des Prozesses nicht ernsthaft ansteigen lassen, weil sonst die kumulative Wirkung der geringen Feuchtigkeitszunahme bei jedem neuen Umlauf gegebenenfalls dazu führen müsste, dass das Granulat zu feucht würde und den Grenzwert überschreiten könnte, oberhalb dessen es seine frei fliessende Eigenschaft verliert.
Die Einhaltung dieser Limite des Feuchtigkeitsgehaltes ist ein wichtiges Merkmal des vorliegenden Verfahrens; an keiner Stelle des Granulierbettes wird der Feuchtigkeitsgehalt so hoch, wie dies bei den bisher üblicherweise angewendeten Granulierprozesses der Fall ist, d.h. an keiner Stelle der Schicht übersteigt er im allgemeinen einen Wert von ungefähr 1%, wogegen der Feuchtigkeitsgehalt beim früher genannten Agglomerationsprozess in der Grössenordnung von 10% liegt.
Um stabile Betriebsbedingungen zu erhalten, trennt man einen Teil der Schicht ab und siebt eine dem durch die Zufuhr der Dünger-Ausgangsstoffe in die Schicht gebildeten Material aequivalente Menge der gewünschten Korngrösse aus. Allfällige übergrosse Stücke werden gebrochen und gewünschtenfalls gesiebt, und das nicht als Produkt benützte Material wird zusammen mit dem zu feinkörnigen Anteil wieder in den Reaktor zurückgegeben, wodurch man neue Kerne für die Kornbildung erhält. Unter gewissen Bedingungen erneuert sich das Granulatbett selbständig, indem sich während des Pro zesses von selbst neue Kerne für die Granulierung bilden.
Das erfindungsgemässe Verfahren weist den grossen
Vorteil auf, dass man dabei nicht auf die Benützung separater Einheiten für die Ammonisierungs-, Granulie rungs- und Trocknungs-Operationen angewiesen ist, um einen körnigen Dünger hoher Qualität mit hinreichend niedrigem Feuchtigkeitsgehalt herzustellen, dass ein Zusammenbacken nicht zu befürchten ist. Obschon dabei die genannten drei Operationen, die Ammonisierung, Granulierung und Trocknung, in eine einzige zusammen fallen, kann der Grad der Granulierung und Trocknung beispielsweise durch Änderung der Zufuhrgeschwindig keit oder der Konzentration der Säure gleichwohl sehr leicht reguliert werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Gefahr der Bildung übermässig grosser
Stücke durch Zusammenwachsen der Körner beträchllich vermindert ist, weil die Granulierung im Gegensatz zu einem Agglomerationsprozess hier nicht unmittelbar vom
Vorhandensein einer flüssigen Phase abhängig ist.
Bekanntlich führten die in der Düngerfabrikation bis dahin verwendeten Trockner zu Staubbildung, was beim crfindungsgemässen Verfahren natürlich ebenfalls in weitgehendem Masse wegfällt. Wenn beim vorliegenden Verfahren ein sehr trockencs Produkt erhalten werden soll, kann die Verwendung eines zusätzlichen Trockncrs erforderlich sein, der aber nur eine minimale Kapazität aufzuweisen braucht, da er lediglich den laufenden Ausstoss an Material mit der für das Produkt gewünschten Korngrösse aufnehmen muss.
Das vorliegende Verfahren hat sich für die Herstellung körnigen Ammoniumphosphats aus Nassverfahren Phosphorsäure und Ammoniak-Gas als besonders geeignet erwiesen.
Überdies lässt sich ein Diammoniumphosphat enthaltendes körniges Produkt so unter relativ geringen Ammoniak-Verlusten herstellen. Die Zersetzung des Diammoniumphosphats bleibt beim vorliegenden Verfahren deswegen auf ein Minimum beschränkt, weil sich die dabei entstehende Wärme und die zur Anwendung kommende ivlenge Trägergas sorgfältig regulieren lässt, um genau auf das für die Verdampfung und Entfernung des durch die Reaktionsteilnehmer zugeführten Wassers erforderliche Minimum zu kommen; überdies kann die sich entwickelnde Wärme gleichmässig erzeugt werden, so dass lokal begrenzte heisse Stellen, die oft die Ursachc der Dial-nmoniumphosphat-Zersetzung bilden, wegfallen.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch zur Fabrikation von Ammoniumnitrat enthaltenden gekörnten Düngern verwendet werden, bei der angesichts der Wärmeempfindlichkeit des Ammoniumnitrats und der Gefahr des Auftretens explosiver Brände eine gleichmässige und kontrollierte Wärmezufuhr von grösster Bedeutung ist. Ammoniumnitrat enthaltendes Material ist deswegen schon zu granulieren, weil es schon bei relativ geringem Temperaturanstieg zufolge der Bildung eines hohen Anteils an flüssiger Phase sehr plastisch und teigig wird, was zu übermässiger Granulierung und zur Bildung von Verkrustungen in den Fabrikationsanlagen führt.
Zudem fallen bei Verwendung von Salpetersäure und Ammoniak anstelle von Ammoniumnitrat die mit der Lagerung des letzteren verbundenen Probleme weg. Das lediglich im Düngerprodukt vorhandene Ammoniumnitrat ist bedeutend weniger gefährlich, da es dann mit anderen Salzen verdünnt ist.
Das Verfahren lässt sich zur Herstellung aller Dünge mittel-Zusammensetzungen anwenden, die ein oder mehrere Ammoniumsalze in ausreichenden Mengen enthal ten, dass bei deren Bildung eine zur Erzielung eines trockenen Produkts genügende Wärmemenge entwickelt wird.
Beispiel I
Im Nassverfahren gewonnene Phosphorsäure wurde in ein Bett von vorgebildetem, aus Monoammoniumphosphat bestehendem Granulat eingeleitet, welches sich in einer rotierenden Trommel gemäss Fig. 2 im Umlauf befand. Unterhalb des Bettes wurde gasförmiges Ammoniak eingeblasen mit einer Zufuhrgeschwindigkeit, wie sie für die Ammonisierung der Säure zu Monoammoniumphosphat (N:P = 0.97) in Form harter Körner erforderlich ist.
Säurekonzentration 48,4 % POs Zufuhrgeschwindigkeit der Säure 3,85 kg/h
Umlaufgeschwindigkeit des Granulats 2040 kg/h Produktionsgeschwind igkeit 3,4 kg/h Korngrösse des Produkts 1.8 bis 2,54 mm
Siebmaschenweite Feuchtigkeitsgehalt des Produkts 0,10 % HG
Bett-Temperatur 1 l50C Feuchtigkeitsgehalt des Granulats 0.11 % NO an der Stelle der Säurezugabe
Beispiel 2
Körniges Monoammoniumphosphat wird in grösserem Massstab im Doppeltrommel-Reaktor gemäss Fig. 2, unter Verwendung von im Nassverfahren gewonnener Phosphorsäure und gasförmigem Ammoniak, hergestellt.
Säurekonzentration 48.4 % P..O Zufuhrgeschwindigkeit der Säure 80 kg/h Umlaufgeschwindigkeit des Granulats 5450 kg/h Produktionsgeschwindigkeit 72,5 kg/h Korngrösse des Produkts 1,8 - 2,54 mm
Siebmaschenweite Feuchtigkeitsgehalt des Produkts 0,1 % H-O Bett-Tzmperatur 1 l00C Feuchtigkeitsgehalt des Granulats 0,44 % H,O an der Stelle der Säurezugabe
Beispiel 3
Höher ammonisiertes körniges Ammoniumphosphat wurde im Reaktor gemäss Fig. 2, unter Verwendung von im Nassverfahren gewonnener Phosphorsäure und gasförmigen Ammoniak, hergestellt.
Die Arbeitsbedingungen waren die folgenden: Säurekonzentration 50,0 % P-,O Zufuhrgeschwindigkeit der Säure 41 kg/h Umlaufgeschwindigkeit des Granulats 5450 kg/h Produktionsgeschwindigkeit 41 kg/h Korngrösse des Produkts 1,8 - 2,54 mm
Siebmaschenweite Feuchtigkeitsgehalt des Produkts 0,15 % 1120 Bett-Temperatur 95 - l000C Feuchtigkeitsgehalt des Granulats 0,38 % H20 an der Stelle der Säurezugabe
Beispiel 4
Der Reaktor gemäss Fig. 1 wurde verwendet zur Herstellung eines körnigen Volldüngers (mit einem Gehalt von 23 ,go N, 11,5 P..O und 11.5 % K2O) auf der Basis von Ammoniumnitrat, Ammoniumphosphat (N:
:P = 1,0) und Kaliumchlorid, wobei für die Säurezufuhr ein Gemisch von Phosphor- und Salpetersäure verwendet wurde. Das feste Kaliumchlorid wurde durch eine in der Fig. 1 nicht dargestellte Rutsche eingetragen, an eine Stelle des Walzlagers, die sich vor der Stelle befindet, an welcher Ammoniak eingeführt wird.
Die Arbeitsbedingungen waren die folgenden: Konzentration der zugeführten 13,9 % P2O5 Mischsäure 55,0 % HNO3 Zufuhrgeschwindigkeit der Säure 1,9 kg/h Zugabegeschwindigkeit des KaliumchloridsO,45 kg/h Umlaufgeschwindigkeit des Granulats 2050 kg/h Produktionsgeschwindigkeit 2,3 kg/h Korngrösse des Produkts 1,8 - 2,54 mm
Siebmaschenweite Feuchtigkeitsgehalt des Produkts 0,3 % H20 Bett-Temperatur 90 - 950C Feuchtigkeitsgehalt des Granulats 0,32 % 1120 an der Stelle der Säurezugabe
Die Bett-Temperatur wurde durch Regulierung der Zufuhrgeschwindigkeit der Reaktionsteilnehmer unter Kontrolle gehalten, um der Bildung zu grosser Körner oder Partikel vorzubeugen, da das Granulat oberhalbdieser Temperatur teigig wird.
Beispiel 5
Als Beispiel einer Ausführungsform des Verfahrens unter getrennter Zuführung zweier Säuren wurde im Reaktor gemäss Fig. 2 ein körniger Volldünger (ent haltend 12 OJ, N, 12 P5O und 18 % K) auf der Basis von Ammoniumsulfat, Ammoniumphosphat (N:P = 1,0) und Kaliumchlorid hergestellt, wobei die Phosphorsäure durch die Leitung 1 in das Bett 3a in der innern Trommel 3 eingeführt wurde und die Ammonisierung, mit gasförmigem Ammoniak mittels der Leitung 2, in der beschriebenen Weise erfolgte, die Schwefelsäure da gegen durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte.
bei der Durchführung durch die Abschlussplatte 4c fest angebrachte Zuleitung in das Bett 4a in der äusseren Trommel 4 eingeführt wurde. Der Ammoniak wurde in der Nähe der Schwefelsäure-Zufuhrleitung in solchen Mengen in das Bett 4a eingeleitet, dass sich Ammoniumsulfat (NH4bSO4 bildete. Die Zugabe von Kaliumchlorid erfolgte mittels einer Rutsche, die in Fig. 2 nicht angeführt ist, und die durch das unbewegliche Blech 4b durchgeht.
Die Arbeitsbedingungen waren die folgenden: Konzentration der zugeführten 45 % P2O5 Phosphorsäure Konzentration der zugeführten 94 % H < SO4 Schwefelsäure Zufuhrgeschwindigkeit der 22 kg/h Phosphorsäure Zufuhrgeschwindigkeit der 28 kglh Schwefelsäure Zufuhrgeschwindigkeit des 25 kg/h Kaliumchlorids Umlaufgeschwindigkeit des Granulats 5450 kg/h Produktionsgeschwindigkeit 82 kg/h Korngrösse des Produkts 1,8 - 2,54 mm
Siebmaschenweite Feuchtigkeitsgehalt des Produkts 0,1 % H2O Bett-Temperatur 100- 1100C Feuchtigkeitsgehalt des Granulats 0,25 % HeO an der Stelle der Säurezugabe
Beispiel 6
Es ist nicht erforderlich.
die gesamten Ammoniumsalze in situ zu bilden, sofern die Reaktionswärme der so gebildeten ausreicht. Die drei folgenden Ansätze illustrieren, wie sich eine körnige Zusammensetzung aus Ammoniumsulfat unter Verwendung unterschiedlicher Mengen festen Ammoniumsulfats als Rohmaterial herstellen lässt. Die Salpetersäure wurde in gleicher Weise zugeführt wie in Beispiel 5 die Schwefelsäure, währenddem die in Beispiel 5 verwendete Phosphorsäure hier durch Schwefelsäure ersetzt wurde und Ammoniak in die Schichten 3a und 4a wie im Beispiel 5 angeführt, eingeleitet wurde. Das feste Ammoniumsulfat wurde auf gleiche Weise zugesetzt, wie dies in Beispiel 4 beim Kaliumchlorid beschrieben wurde.
Die Betriebsbedingungen waren die folgenden:
Ansatz A Ansatz B Ansatz C Konzentration der zugeführten Salpetersäure(% HNO5) 90 90 90 Konzentration der zugeführten Schwefelsäure (% H2SO4) 94 94 ZufuhrgeschwindigkeitderSalpetersäure(kg/h) 11,6 15,8 14,1 Zufuhrgeschwindigkeit der Schwefelsäure (kg/h) 18,8 12.2 Zufuhrgeschwindigkeit des festen Ammoniumsulfats (kg/h) 17,2 32,7 Umlaufgeschwindigkeit des Granulats (kg/h) 5450 5450 5450 Produktionsgeschwindigkeit (kg/h) 37,2 51 51 Korngrösse des Produkts Siebmaschenweite 1,8 - 2,54 mm 1,8 - 2,54 mm 1,8 - 2,5 mm Feuchtigkeitsgehalt des Produkts (c H20) 0,2 0,2 0,2 Bett-Temperatur (OC) 90 - 100 85
85 Feuchtigkeitsgehalt des Granulats an der Stelle der Säurezugabe (% H20) 0,22 0,23 0,23