NL8006416A

NL8006416A - Inrichting en werkwijze voor het granuleren.

Info

Publication number: NL8006416A
Application number: NL8006416A
Authority: NL
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals
Priority date: 1979-11-28
Filing date: 1980-11-25
Publication date: 1981-07-01
Also published as: GB2063759B; NZ195665A; GB2063759A; JPS5676235A; CA1154212A; IT8026246A0; IN152112B; JPS6012895B2; BR8007765A; DE3043428C2; DE3043428A1; FR2470634A1; FR2470634B1; IT1134468B; US4353709A

Description

Λ I . ' - *’ " ..............

Inrichting en werkwijze voor het granuleren.

Deze uitvinding betreft een werkwijze voor het granuleren, en meer in het bijzonder voor het verkrijgen van betrekkelijk grote korrels, alsmede een inrichting voor het uitvoeren van die werkwijze.

! 5 In de techniek zijn inrichtingen voor het op grote schaal maken van kleine korrels bekend, die inderdaad een produkt met hoge kwaliteit afleveren. Bijvoorbeeld heeft bij de verkorre- ; ling van ureum één eenheid een capaciteit van wel 2000 ton per dag of meer. Maar met die inrichting is het niet mogelijk de korrel-10 doorsnede van het produkt boven een bepaalde grens te krijgen, wat bepaald wordt door de eigenschappen van de te verkorrelen smelt.

De oorzaak hiervan is dat bij vergroten van de door-· snede van de gaten in de prilkop de smelt continu naar buiten gaat \ stromen en er geen druppels gevormd worden. Naarmate de druppels 15 vloeistof groter wórden wordt bovendien de valafstand van die druppels, nodig om tot stollen te komen, snel meer. Bij het bekende prillen is een gemiddelde doorsnede van ca 2 mm voor ureum wel de grens.

In de techniek zijn granuleringsinrichtingen voor 20 grotere korrels bekend, van het rollende type, van het persvormtype, van het persgiettype en van een type waarbij mechanisch verwerkt wordt. Deze zijn echter niet geschikt voor produktie op grote schaal.

Bij het maken van korrels met grote doorsnede is 25 de hoeveelheid stof in elke korrel enige malen tot vele honderden malen die van korrels met kleine doorsnede, en in het algemeen is de deeltjesgrootteverdeling van dergelijke granulaten erg breed.

t

Bij het maken van grofkorrelige granulaten is het bereiken van j een uniforme deeltjesgrootte en vorm veel moeilijker dan bij het 30 maken van kleine korrels. In een gebruikelijke inrichting voor het maken van korrels met grote doorsnede was de maximale produktie van elke eenheid niet meer dan 500 ton per dag, hoewel de kosten van faciliteiten en er mee werken enorm waren.

8006416 λ ..... 2 I Er is soms vraag naar produkten in de vorm van j S korrels met doorsneden van meer dan 2 mm, namelijk voor gemak in ] hanteren en opslag, en ook is er soms vraag naar een werkwijze en | een inrichting waarmee men in grote hoeveelheden en tegen lagere : 5 prijs korrels van alle mogelijke doorsneden kan maken, opdat men i kan voorzien in de behoefte aan het mengen van kleine en grote kor-| reis in bepaalde verhoudingen zodat een bepaald volume beter opge- ! vuld kan worden en zo dat het produkt gemakkelijker hanteerbaar J wordt en gemakkelijker bij opslag en transport. ! 10 Het is een doel van deze uitvinding een verbeterde granuleringswerkwijze te verschaffen, waarmee men op grote schaal nagenoeg bolvormige korrels met grotere doorsnede kan maken, alsme-| de een inrichting daarvoor te -verschaffen.

Een ander doel van deze uitvinding is het verschaf- i 15 fen van een granuleringsinrichting die doeltreffend het prilsys- j teem (waarvan de capaciteit verhoogd kan worden maar waarmee geen j produkten met grote doorsneden mogelijk zijn) gecombineerd kan worden met het gootbed-systeem (waarvan de capaciteit niet verhoogd kan worden maar waarmee wel grote korrels mogelijk zijn).

20 Volgens de uitvinding omvat een werkwijze voor het granuleren het als druppels omlaag laten stromen van een door koelen of drogen stolbare stof door een zone met voldoende vertikale afstand voor het stollen van die druppels door een tegenstroom gas die genoemde 25 druppels afkoelt of droogt, het opwervelen van de aldus gestolde druppels onderin genoemde zone' door een gasstroom zodat een wervelbed ontstaat, ! | het sproeien van een door koelen of drogen stolbare stof in de j i vorm van een fijne nevel in een gasstroom op dat wervelbed waardoor' 30 in het wervelbed een gootbed ontstaat, het bekleden en vergroten van die gestolde druppels met die fijne nevel in dat gootbed zodat korrels met grotere doorsnede ontstaan, en het verwijderen van die vergrote korrels uit het wervelbed.

Ook verschaft de uitvinding een inrichting voor het 35 uitvoeren van deze werkwijze, bestaande uit een vertikaal opgestelde cilinder die genoeg ruimte heeft om vloei- 8006416 3 I bare druppels van een door koelen of drogen stolbare stof, die in j I die ruimte omlaag vallen, te laten stollen, j gasuitlaten nabij de top van die cilinder, i Λ , ; j hulpmiddelen voor de aanvoer van druppels nabij de top van die i j 5 cilinder, j een plaat met gaten nabij de bodem van die cilinder voor het wer- : velbed, ; spuitkoppen in hetzelfde vlak als de plaat met gaten of boven of onder dat vlak, bedoeld voor het vernevelen van de door koelen of i ; 10 drogen stolbare stof, j i hulpmiddelen rondom genoemde spuitkoppen voor de aanvoer van een | gasstroom zodat in het wervelbed een gootbed ontstaat, hulpmiddelen voor de aanvoer van een gasstroom beneden die plaat met gaten voor het instellen van het wervelbed boven die plaat met 15 gaten, j en hulpmiddelen voor het verwijderen van de korrels uit genoemde ! wervelbed.

|

In de hierbij behorende tekening is figuur IA een j j vertikale dwarsdoorsnede die één uitvoeringsvorm van een inrichting1 20 volgens de uitvinding weergeeft, en is figuur 1B een dwarsdoorsnede volgens vlak A-A van figuur IA; figuur 2 is een vertikale dwars- J doorsnede van een andere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens^ de uitvinding, waarin de sproeikoppen in hetzelfde horizontale j vlak staan als de plaat met gaten. j I 25 In het prilsysteem wordt de smelt van een door koe- ! len of drogen stolbare stof omlaag door de spuitkoppen gedrukt zodat zij op natuurlijke wijze door het koelmedium omlaag vallen en kor- ! reis worden. Zoals reeds gezegd kunnen de eigenschappen van de te verwerken stof zodanig zijn dat, als de doorsnede van de gaten van ' 30 de prilkop groter gemaakt worden de smelt in een continue stroom naar buiten komt en geen afzonderlijke druppeltjes vormt; ook kan het afkoelen bovenmatig gehinderd worden doordat het specifieke op-| pervlak dan veel kleiner wordt. Het is dus onmogelijk korrels met ! naar believen grote doorsneden te maken. Maar waar het om de ver- 35 vaardiging van korrels met diameters beneden een zekere eindwaarde gaat kan de capaciteit van het systeem gemakkelijk verhoogd wor- i 8 0 0 6 4 1 6 4 I den door meer prilkoppen aan te brengen of meer gaten in elke ! prilkop.

j : I Aan de andere kant komen in een gootbed-systeem de

S I

I fijne druppeltjes stolbare stof aan de korrels vast te zitten ter- j i | 5 wijl deze door het gootbed circuleren, en stollen ze ook zodat j ze groter worden. Om van de kleine korrels tot korrels met gewenste grotere doorsnede te komen is een zekere tijd nodig. Daar de mate i

i # I

van circulatie door het gootbed voor de afzonderlijke korrels sterk | varieert is de mate van aangroeiing ook sterk variabel en zijn er i 10 ook veel korrels die niet genoeg groeien om de gewenste doorsnede | te halen. Dus is het uiterst moeilijk de capaciteit en de efficiën-' tie van het systeem te verbeteren. Bovendien zijn de afmetingen van het gootbed beperkt, zowel omdat het zichzelf moet dragen als vanwege de vlotte aanvoer en doorvoer van de daarin aanwezige kor- ' | 15 reis. !

Nu is ge-vonden dat een synergetische combinatie van deze twee systemen in één enkel systeem mogelijk is, waarbij de nadelen daarvan weggenomen worden. De door het prillen verkregen korrels hebben een nauwe verdeling in deeltjesgrootten en I

20 kunnen goed dienen als groeikernen in het gootbed-granulerings- j systeem.

De uitvinding is toepasbaar op diverse door afkoelen i of drogen stolbare stoffen. Diverse kunstmesten, zoals ureum, ammoniumnitraat en.mengsels daarvan met ammoniumfosfaat of kalium-25 chloride komen bijzonder in aanmerking. Dergelijke stoffen kunnen ! als vloeibare druppel-tjes door de toren vallen en/of ze kunnen als fijne nevel onderin de zone versproeid worden. De smelt van der- ; gelijke stoffen kan zowel watervrij zijn als een hete waterige oplossing en ook een suspensie. Een dergelijke oplossing kan 30 0 tot 40 gew.% water bevatten en zijn temperatuur ligt in het al- o i gemeen tussen 80° en 170 C.

Diverse gasstromen worden gebruikt voor het opwervelen van de korreltjes onderin de valtoren en voor het afkoelen van de eerder ontstaande prills, maar in het algemeen gebruikt men 35 gewone buitenlucht. De temperatuur van de luchtstroom wordt in het algemeen tussen 0° en 150°C ingesteld.

8006416 ..... 5

De toren waardoor de druppeltjes omlaag vallen zodat zij door afkoelen of uitdrogen stollen is afhankelijk van de aard van de te prillen stof, maar ligt in het algemeen tussen 10 j ; ! en 70 meter.

| 5 De verhouding tussen de smelt die bovenin als drup- i i | pels of onderin als nevels versproeid wordt zal tussen 1:4 en 4:1 liggen.

Andere in het produkt op te nemen stoffen worden als fijn poeder toegevoegd, hetzij onderin hetzij bovenin.

10 Als er behoefte is aan een produkt met een uniforme korreldoorsnede kan het produkt geklassificeerd worden en de korrels, die kleiner dan gewenst zijn in de inrichting gelaten worden; -| te grote korrels worden verbrijzeld en naar het wervelbed terug- | gevoerd.

i 15 De korreldoorsnede van de gestolde druppels ligt bij voorkeur beneden 2 mm, meer in het bijzonder tussen 1 en 2 mm.

I De doorsnede van de vergrote korrels ligt bij voorkeur tussen 1 en ! 5 x de oorspronkelijke doorsnede.

De bevoorkeurde uitvoeringsvormen van deze uitvin-20 ding zullen nu nader toegelicht worden aan de hand van de hierbij behorende figuren 1 en 2. Hierin ziet men een cilindervormige to- ; I ren 1 met bovenaan gasuitlaten 2. Ook is er een smeltvat aange sloten op een aantal prillkoppen 3 die een regen van omlaag vallen-j de druppels geven. Onderin de toren is er een geperforeerde bodem- j 25 plaat 4 die de onderkant van een daarop te vormen wervelbed bepaalt.

Beneden de bodemplaat 4 met gaten zijn sproeikoppen i 5 opgesteld die de smelt opwaarts vernevelen. In de uitvoerings- i • » · , i vorm van figuur 1 staan de sproeikoppen onderin kuilen die de vorm j van omgekeerde afgeknotte kegels hebben. Bij de uitvoeringsvorm \ 30 van figuur 2 staan de sproeikoppen 5 in hetzelfde vlak als de ge- j perforeerde bodemplaat 4. Beneden deze sproeikoppen zijn er pijpen j 6 voor de aanvoer van luchtstromen die een uniform contact tussen de fijne nevels uit sproeikoppen 5 en de te vergroten korrels in stand houden. Verder is er een kamer 7 voor de aanvoer van een 35 stroom lucht door de gaten in de bodemplaat die het wervelbed in stand houdt. Ergens onderin de toren 1 is er een uitlaat 8 voor de 8006416 6 gevormde korrels. |

De werking van de afgebeelde inrichtingen zal nu nader toegelicht worden. Boven de bodemplaat met gaten wordt een wervelbed ingesteld door de luchtstroom die uit kamer 7 omhoog 5 gaat. De korrels in dit wervelbed komen geleidelijk aan in de goot-: bedden die door de luchtstromen uit pijpen 6 in stand gehouden wor-i j den, waar ze geleidelijk aan groeien door de fijne nevels die er I uit sproeikoppen 5 op gesproeid worden. De luchtstroom, gevoed j i ' door pijpen 6 en aanvoerkamer 7, gaat door toren 1 omhoog en ont- io moet daar dé druppels die uit de prillkoppen 3 omlaag vallen, waar-; | ! door deze afkoelen, en verlaat de toren tenslotte door uitlaten 2. j

De door de toren 1 omlaag vallende druppels stolen ! I en vormen onderin een wervelbed. Deze gestolde druppeltjes vormen vele korrels waarvan de doorsnede betrekkelijk uniform is, en 15 deze blijken doeltreffende groeikernen voor de gootbedden te zijn. ;

De uitgegroeide, wat zwaardere korrels verzamelen zich onderin de | toren en worden geleidelijk door uitlaat 8 afgevoerd.

De uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand ! van het volgende voorbeeld, wat de produktie van ureum-korrels met j 20 doorsneden van 3 tot 5 mm betreft. j

De vertikale afstand tussen het vlak door prill- ! koppen 3 en de bodem van de prilltoren is 40 meter, en op vier ' plaatsen in de bodemplaat worden gootbedden in stand gehouden door j luchtstromen die omhoog komen in kegelvormige trechters in deze 25 bodemplaat met gaten. De afstanden tussen de assen van deze kegels ; zijn 1,4 meter en hun doorsneden zijn 0,9 meter. Door aanvoerkamer 7 wordt 60.000 Nm^/uur lucht van 35°C geleid, en door de vier pijpen 6 bij elkaar 40.000 Nm /uur lucht van 40°C. Boven de bodem

# I

plaat ontstaat een wervelbed van 10 cm dikte. Door sproeikoppen j 30 3 wordt per uur 17.500 kg gesmolten ureum van 138°C aangevoerd en | door de vier sproeikoppen 5 per uur 7500 kg. Door de uitlaten 2 komt 100.000 Nm^/uur lucht van 111°C die via een niet afgebeelde opvang van fijn stof gaat. Door uitlaat 8 wordt per uur 25.000 kg ureum-korrels met doorsnede van 3 tot 5 mm en een temperatuur van 35 60°C afgevoerd.

_________________________________Natuurlijkis deze werkwijze niet alleen toepasbaar 8006416 » 7 op het verkorrelen van ureum, maar ook op die van andere stoffen, i Ook kan deze uitvinding gebruikt worden voor het bekleden van kor- j ! reis met andere stoffen. ! j ;

De voordelen van de werkwijze volgens de uitvinding 1 5 zijn: i (1) doeltreffend worden op grote schaal grote korrels gemaakt ! (2) de hoeveelheid die zich in de granuleringsapparatuur en bij- ! komende hulpstukken ophoudt is klein ! (3) de vorm van de ontstane korrels komt de bolvorm opvallend ! 10 dicht nabij (4) een hoog watergehalte in het te verkorrelen produkt is toelaatbaar (5) met een kleine maatregel onderin de gebruikelijke prilltoren komt men tot de vorming van grote korrels op grote schaal.

15 ! i | |

| I

| j 8006416

Claims

1. Werkwijze voor het verkorrelen van een smelt bare stof, bestaande uit j ; j het als druppels omlaag laten stromen van een door koelen of 5 drogen stolbare stof door een zone met voldoende vertikale afstand voor het stollen van die druppels door een tegenstroom gas die i genoemde druppels afkoelt of droogt, het opwervelen van de aldus gestolde druppels onderin die zone | door een gasstroom zodat een wervelbed ontstaat, 10 het sproeien van een door koelen of drogen stolbare stof in de vorm van een fijne nevel in een gasstroom op dat wervelbed, waardoor in het wervelbed een gootbed ontstaat, het bekleden en vergroten van die gestolde druppels met die fijne ! nevel in dat gootbed zodat korrels met grotere doorsnede ont-15 staan, en het verwijderen van die vergrote korrels uit het wervelbed. i

2. Werkwijze volgens conclusie 1, mét het kenmerk, dat men een kunstmest verkorrelt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het ! 20 kenmerk, dat de smelt 0 tot 40 gew.% water bevat. j

4. Werkwijze volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat men gesmolten ureum verkorrelt. j

5. Werkwijze volgens een der voorafgaande conclusies!, met het kenmerk, dat de vertikale hoogte van genoemde zone tussen i 25 10 en 70 meter ligt. j

6. Werkwijze volgens een der voorafgaande conclu- j sies, met het kenmerk, dat de verhouding tussen de smelt bovenin j verdruppeld en onderin verneveld tussen 1:4 en 4:1 ligt. j

7. Inrichting voor het verkorrelen van een smelt- | 30 bare stof, bestaande uit een vertikaal opgestelde cilinder die genoeg ruimte heeft om vloeibare druppels van een door koelen of drogen stolbare stof, die in die ruimte omlaag vallen te laten stollen, gasuitlaten nabij de top van die cilinder, 35 hulpmiddelen voor de aanvoer van druppels nabij de top van de ci-______________linder,_____________________________ ______ _____ __ 8006416 *· ' 9 een plaat met gaten bij de bodem van die cilinder voor het wervel- ! bed, i spuitkoppen in hetzelfde vlak als de plaat met gaten of boven of j onder dat vlak, bedoeld voor het vernevelen van de door koelen of i | | 5 drogen stolbare stof, hulpmiddelen rondom genoemde spuitkoppen voor de aanvoer van een : gasstroom zodat in het wervelbed een gootbed ontstaat rondom ge noemde spuitkoppen, hulpmiddelen voor de aanvoer van een gasstroom beneden genoemde : 10 plaat met gaten voor het instellen van een wervelbed daarboven, en hulpmiddelen voor het verwijderen van korrels uit genoemde wervelbed. ; | I 15 ! i i i 800 6 4 1 6