DE2355660C3

DE2355660C3 - Prillturm

Info

Publication number: DE2355660C3
Application number: DE19732355660
Authority: DE
Inventors: Antonio Ferreira Vieira De Lisbon Bernarda; Jose Mendes Lavradio Marques
Original assignee: UNIAO FABRIL DO AZOTO Sarl LISSABON
Current assignee: Quimigal-Quimica De Portugal Ep Lisboa Pt
Priority date: 1973-11-07
Filing date: 1973-11-07
Publication date: 1978-12-21
Also published as: DE2355660A1; DE2355660B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Prillturm zum Prillen von Ammoniumnitrat gegebenenfalls im Gemisch mit anderen Pflanzennährstoffen, mit einem Speisegefäß, einem Rührwerk und einer mit Bohrungen versehenen Scheibe.

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

Düsen

Drehkörben und Prillscheiben.

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

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

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

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

! 5 Es ist ferner bekannt (DE-PS 8 63 660), ein Speisege-&:.3, dessen Boden mit Bohrungen versehen ist, als Rüttelgefäß zu betreiben. Ein Verstopfen der Bohrungen kann auch dabei nicht vermieden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

2t) tatsächlich wirksame Möglichkeit zum Prilling von einfachen oder gemischten Düngemitteln zu schaffen, wobei senkrecht gearbeitet wird. Es soll ein kontinuierlicher Betrieb ermöglicht werden, bei dem unter Verwendung eines einzigen Speisegefäßes keine Reini gung der Prillscheibe oder des Speisegefäßes erforder lich wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Prüiturm nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die mit am Umfang angeordneten Bohrungen versehene Scheibe

;o den Boden einer an der kleineren Basis des kegelstumpfförmigen SpeisegefäSes angeschlossenen Zylinderkammer bildet, in der sich das Rührwerk befindet

Erfindungsgemäß wird es möglich, Türme von kleineren Abmaßen zu verwenden. So erzielt man mit

i"j einem 5 χ 5 m Turm eine Ausbeute von ungefähr 400 Tonnen/Tag (17 Tonnen/Tag in 20,5% N), was bei den gleichen Abmaßen unter Verwendung von Drehkörben und Mundstücken unmöglich wäre. Eine erfindungsgemäß arbeitende Anlage mit einer Leistung von 300 Tonnen/Tag befindet sich btrcits ein Jahr lang in Betrieb und mußte bisher kein einziges Mal wegen eines Versagens der Prillvorrichturig stillgelegt werden, und zwar ohne daß es notwendig gewesen wäre, irgendwelche äußeren Einwirkungen auszuüben, wie

4-. etwa Hammerschläge oder Rüttelsysteme. Dabei wurden verschiedene Düngemittel hergestellt, und zwar vom reinen Ammonsalpeter bis zu Kalkammonsalpeter und Ammonsulfatsalpeter.

Der Prillturm eignet sich insbesondere für einfache

ίο oder gemischte Düngemittel, die hauptsächlich Ammonsalpeter und seine Verbindungen, mit 203%, 26% und 33% N, und Ammonsulfatsalpeter enthalten.

Vorzugsweise ist das Rührwerk in seiner Geschwindigkeit regelbar.

>> Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal weist das Rührwerk Flügel auf, deren Ebene im Winkel zur Waagerechten geneigt ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung

Mi zeigt in:

Abb, I ein Schema einer erfindungsgemäßen Anlage, die bei Betrieb eine erhöhte Ausbeute liefert,

Abb. 2 eine Seitenansicht des am Turmkopf angeordneten Speisegefäßes,

('. Abb. 3 den Grundriß des Speisegefäßes nach Abb. 2,

Abb. 4 einen senkrechten Schnitt durch das Speisegefäß nach A b b. 2.

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

Es wurde gefunden, daß die Temperatur vorzugsweise zwischen etwa 80° und etwa 150⁰C liegt, v. obei nicht gebrannter Kalkstein von solcher Korngröße verwendet wird, daß 100% durch ein Sieb mit 70 Tylermaschen hindurchgehen.

Die aus dem Mischgefäß 4 kommende Suspension gelangt über eine Leitung 5 zu einer Pumpe 6 und von dort aus über eine Leitung 7 zu einem Filter 8. Das Filter 8 dient dazu, ungleichmäßige Teile der Suspension zu entfernen. Vom Filtere aus gelangt die Suspension über eine Leitung 9 in einen Filmverdampferkopf !0. Dieser arbeitet mit absteigendem oder abfallendem Film, wie es beispielsweise in der US-PS 20 89 945 beschrieben ist. Dabei fließt eine Lösung, die eine Verbindung und eine flüchtige Flüssigkeit enthält im Gegenstrom zu einem beheizten, inerten Gas als kontinuierlicher Film über eine beheizte Oberfläche. Letztere wird auf einer Temperatur gehalten, die oberhalb des Schmelzpunktes der Verbindung am anhydridischen Zustand liegt. Die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit ist derart, daß der Film nur kurzzeitig mit der Oberfläche in Berührung gelangt um eine Zersetzung der Verbindung zu vermeiden. Die Kontaktzeit reicht jedoch aus, die Suspension zu entwässern.

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

Der Priliturm 13 besitzt die Form eines viereckigen Prismas mit einem dreieckigen, prismaförmigen Boden. Eine der Kanten zwischen den Basisflächen ist offen und speist eine Leitung 14, die zu einem Kühler 15 führt. Hier wird das Produkt gekühlt, feevor es zu einem Sieb 16 und anschließend zu einer Überzugstrommel 17 gelangt. Über eine Leitung 18 wird das Produkt ^um Lagerhaus gefördert. Die geometrische Form des Prillturmes stellt kein kritisches Merkmal dar. So kann der Priliturm auch ι einen viereckigen, rechteckigen oder runden Querschnittbesitzen.

Im Zusammenhang mit den A b b. 2, 3 und 4 sollen einige Versuche erläutert werden, die gemacht wurden, um die Arbeitsweise der Scheiben und das Prilling zu in verbessern. Die ersten Speisegefäße waren rund, besaßen einen Rührer und maßen in der Höhe 800—1200 mm. Ihre Durchmesser betrugen zwischen 650 und 750 mm. Die Prillscheibe war auf dem Gefäßboden durch Flansche festgelegt. Um die Ursache ι j für die mangelhafte Betriebsweise dieser Anordnungen zu beheben, wurden verschiedene Veränderungs- und Verbesserungsversuche unternommen. So hat man beispielsweise einen von unten gegen die Prillscheibe schlagenden Hammer verwendet, der sich später mit 2Ii einem von oben schlagenden Hammer abwechselte, um den Schlamm in den Bohrungen nic^K! erstarren und die Priüscheibe nicht verstopfen zu lasser. Weiterhin wurde die Zahl (4, 6 und 8) der Rührflügel und deren Neigungswinkel geändert, um der Suspension am 2> Eintritt der Prillscheibe eine zweckmäßige und schnelle Bewegung zu erteilen. Auch sah man im Bereich der Rührflügel eine Kammer vor, welche unten durch die Prillscheibe und oben durch eine gelochte Scheibe begrenzt wurde, um zu verhindern, daß der Schlamm jo gegen die Gefäßwände geschleudert wurde und auf diese Weise feste, die Prillscheibe verstopfende Agglomerate bildete. Ein weiterer Versuch bestand darin, eine mit den inneren Gefäßwänden durch ein Kreuzstück verbundene Teflonhülse vorzusehen, um die j-) mechanischen Mängel der Rührerwelle, die durch ihre Länge bedingt waren, zu beseitigen. Die Prillscheibe besaß zwischen 3000 und 7000 Bohrungen mit verschiedenen Durchmessern. Sofern hingegen keine Verstopfung erfolgt und das Produkt nur kurze Zeit im n Gefäß verweilt, kann dieses viel kleiner und niedriger ausgebildet werden, wodurch sich die Arbeitsweise des Rülrers verbessert und dessen mechanische Mängel entfallen.

Die Arbeitsweise der Rührflügel war ähnlich der einer

"i Passiermaschine. Die Rührflügel zwangen den Schlamm dazu, durch die Bohrungen hindurchzuströmen, wobei Tropfen an der Außenseite der Bohrungen gebildet wurden, die die ganze Oberfläche der Scheibe bedeckten. Unter der Wirkung der Schwerkraft fielen

d die Tropfen im Gegenstrom zu der durch den Prillstrom aufsteigenden Luft nach unten. Das auf diese Weise gewonnene Produkt war sehr ungleichmäßig und enthielt einen großen Anteil von ausgeschossenen Grob'örnern sowie manchmal derart große Agglome-

ι rate, daß diese über der gesamten Höhe des Prillturmes nicht erstarrten. Andererseits erstarrten einige Tropfen vor der Ablösung von der Prillscheibe, jo daß letztere verstopft wurde.

Erfindungsgerräß hingegen arbeitet der Rührer als Laufrad ähnlich dem einer Schleuderpumpe und wirft das Produkt durch die nur am Umfang der Prillscheibe vorgesehenen Bohrungen, und zwar mit einer vorgegebenen Anfangsgeschwindigkeit, die von der Flügelgeschwindigkeit und von dem Priliturm aufsteigenden '. Luftstrom abhängt. Die Einstellung dieser Variablen, nämlich FlügelgeschwindigKeit, Bohrungsdurchmesser und Speisefluß, ermöglicht somit eine bessere Qualitälssteuerung des Fertigproduktes im Hinblick auf die

Größe und form der Korner, weil nämlich das Herabfallen des Produktes unabhängig ist von seinem Gewicht, von seiner Viskosität und vom höheren oder niedrigeren Wirkungsgrad des Schwingungssystems.

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

a) den Bohrungsdurchmesser vergrößern.

b) Verstopfungen vermeiden.

c) kleinere Feinkörne" herstellen.

;!) bei gleicher Leistung 'lie He-steliungskapazitat erhöhen.

Hn den ahniiLh ur.ei' Passicrmav lime arbeilenden Ruhrern neigt der nicht durch du· Bohrungen hindurch gehencle Schlamm da/¹... unter der Druckwirkung der Hiigcl an den GcMßuänden nach oben /u steigen. Verwendet man hingehen erfindungsgemäß ein Rührcr-LaIiTr₁Ki. das \:\ einer niedrigen, im fviiiieneii uet !-!UgL-I nut dem /υ pnlletiden Schlamm gespeisten /vlinderik. immer arbeitet, so findet kein Aufsteigen des Schlammes an den Wanden statt, da der gesamte Schlamm von den Flugein durch die Bohrungen getrieben wird.

Die erfindungsgemaße Vorrichtung, wie sie in den Λ b b. 2. 3 und ⁴ dargestellt . ' bietet also die Mot.^rl'^rhkeit. gute Ergebnisse zu erzielen, ohne dall die oben erläuterten Nach;;:!e auftreten

Kntsprechend der Zeichnung ist ein kegelstumpfformiges Speisegefäß 19 \orgesehen. dessen obere größere Basis 20 einen Durchmesser von etwa 350 mm besitzt. Die untere kleinere Basis 21 ist offen und steht mit einer Kammer 22 für die Rührflügel in Verbindung. Diese Kammer besit/t die l-'orm eines /> linders von etwa 50mm Hohe und etwa 600 mm Durchmesser. Ihre Unterseite besteht ,ins einer Prillscheibe 2.3, welche an einem F lausch befestigt ist. Die gesamte Anordnung ist unter Verwendung von Klappen 24 an Balken des Turmkopfes befestigt und besitzt insgesamt eine Höhe von etwa 300 mm und ein Gewicht von etwa 110 kg. Sie besteht aus rostfreiem Stahl und weist zur Versteifung metallische Stützen 25 auf.

Die aus dem Verdampfer 10 kommende Suspension tritt seitlich durch einen Finlaü 26 in das Smisegefäßein. In der Achse des Kegelstumpf'¹¹; liegt eine an das I Itigelswcm angeschraubte Rührrrwclle 27. Km Stop· !en 28 dient dazu, zur Steuerung d'-s pH Wertes der Suspension Ammonium einzubriiif/en. und /war im I linblick auf die Ammomumverliiste. die im Verdampfer 10 aiii treten. Die i'nllscheibe besitzt rund 3(K) Bohrungen, die etwa 2 mm Durchmesser besitzen und ,hu I ^:mfang angeordnet sind.

i >ie nesciir ir'pcpc '\iiorumn"; hai sich bei der Herstellung beliebiger Produkte bewährt, ohne daß etwaige Abänderungen hauen vorgenommen werden müssen. Die Menge des hergestellten Produktes ist abhangig \on der Flügelradgeschwindigkcit (lliigeiradwclle mit einem dreh/ahlregelbaien Flektromotor gekoppelt), von der Standhöhe des Produktes im Speisegefäß und vom Durchmesser der Bohrungen in der Pri'lscheibc. Das Auswechseln der Prillschcibr 'il3i sich außc.i.'dentlicli schnell durchführen (etwa eine halbe Stunde), da die gesamte Arordnuiig sehr leicht zu handhaben ist.

I in den Wirkungsgrad des erfin.^Jvj-.gemäßcn Prillturmes /u verdeutlichen, zeigt die folgende Tabelle einige Beispiele aus den Produktionsbereich einer industriellen Anlage, und zwar ermittelt /u verschiedenen lahreszeiten:

Ρ-.κΙ-jk!

(i-irr.i'

Λ rl- r_T-<

K.iik

Siiinilluhe fiesaniies Korngrößeaiialvse
■\mmi>n Hersle'l'.ing It.irpstnfl 4 mm 2.H- 2

Si]If,!! 4 nim 2.8 mm

I - 2 mm I mm

Λ 'Τΐ -^Ί.ί ι η <. ■ ] I f ;i r -	38 ι
s.iineicr
salpeter 30"<■ \	■->'
Kalkamu-o- 2Ο.5·¹ Si	"/>' ■■
Kalk.imino- salptier 20.5% N	•j·¹)'¹'
Kaikamino- salpeter 26% N	76^r'/
Ammonsalpeter 33.5% N	98°'i

35°'r.

A(y<:

2%

26.2%

30.2%

0.5

30.1

14.5

35.0

33J

29.2

49.5

26%

33.8%,

0.2

6.0

10,9

29,9

34,5

58,9

49,1

12 t	20.7"/"	0.2	10.8	30.0	56.4	2.6
12 t	20.5%	0.2	10.8	30.0	56,4	2,6

Die Korngrr.Seanai.se bein?·; das zum Lagerhaus gesard:e Produkt nachdem dieses zwischen 8—10% von verworfenen Orobkornern μ'Λ 10-12% '.on verworfener. Feinkornern :τ> Siebe gelassen hat.welche in das Mischgefäß rückgeführt sind.

Bk:?^t Zc:chn:mü

Claims

Patentansprüche:

1. Hrillturm zum Prillen von Ammoniumnitrat gegebenenfalls im Gemisch mit anderen Pflanzennährstoffen, mit einem Speisegefäß, einem Rührwerk und einer mit Bohrungen versehenen Scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die mit am Umfang angeordneten Bohrungen versehene Scheibe (23) den Boden einer an der kleineren Basis des kegelstumpfförmigen Speisegefäßes (19) angeschlossenen Zylinderkammer (22) bildet, in der sich das Rührwerk befindet

2. Prillturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk in seiner Geschwindigkeit regelbar ist

3. Prillturm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk Flügel aufweist, deren Ebene im Winkel zur Waagerechten geneigt ist