DE1034665B

DE1034665B - Process for the production of ammonium sulphate granules suitable as a fertilizer

Info

Publication number: DE1034665B
Application number: DED18323A
Authority: DE
Inventors: William Amos Lutz; William Thomas Marston
Original assignee: Dorr Oliver Inc
Current assignee: Dorr Oliver Inc
Priority date: 1953-07-28
Filing date: 1954-07-26
Publication date: 1958-07-24

Description

Verfahren zur Herstellung von als Düngemittel geeigneten Ammoniumsulfatgranalien Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniumsulfatgranalien, die besonders geeignet als Düngemittel sind. Process for the production of granules of ammonium sulphate suitable as fertilizer The invention relates to a process for the production of ammonium sulphate granules, which are particularly suitable as fertilizers.

Es sind zahlreiche Verfahren zur Herstellung von Ammoniumsulfatgranalien bekannt; beispielsweise ist ein Verfahren beschrieben, bei dem kleinere, in Form eines wäßrigen Breies vorliegende Ammonsulfatkristalle mit verhältnismäßig trockenen Ammoniumsulfatkristallen zusammengeballt und die gebildeten Granalien getrocknet werden. Die Vermischung erfolgt in einem länglichen Mischtrog, worin die feinen Kristalle auf den im Kreislauf geführten Granalien anwachsen. Diese Granalien werden dann in einem Ofen getrocknet, und das getrocknete Gut wird in ein Endprodukt von mittlerer Korngröße, ein feines im Kreislauf zurückgeführtes Material und ein überkorn klassiert, das vermahlen und ebenfalls im Kreislauf zurückgeführt wird. The processes for making granular ammonium sulfate are numerous known; For example, a method is described in which smaller, in the form ammonium sulfate crystals present in an aqueous slurry with relatively dry ones Ammonium sulfate crystals agglomerate and the granules formed are dried will. The mixing takes place in an elongated mixing trough, in which the fine Crystals grow on the circulating granules. These granules will be then dried in an oven, and the dried material is turned into an end product of medium grain size, a fine recycled material and an oversized grain classified, which is ground and also recycled.

Die Erfindung betrifft im wesentlichen eine Verbesserung dieses Verfahrens mit dem Ziel einer Erhöhung des Anfalles an Granalien von der Korngröße des Endproduktes oder aber eine Verringerung der Ausmaße bei Neuanlagen zu erreichen. Ferner hat die Erfindung eine Erhöhung der in den Ammoniumsulfatgranalien, insbesondere bei der Benutzung als Düngemittel, zur Verfügung stehenden Ammoniakmenge zum Ziel. Außerdem werden geeignete Granalien von höherem Feuchtigkeitsgehalt gewonnen, um so die Kontrolle während des ganzen Prozesses zu vereinfachen. The invention relates essentially to an improvement in this method with the aim of increasing the amount of granules produced by the grain size of the end product or to achieve a reduction in the dimensions of new systems. Furthermore has the invention increases the levels in the ammonium sulphate granules, especially in the use as fertilizer, available amount of ammonia to the goal. aside from that if suitable granules with a higher moisture content are obtained, so the control simplify throughout the process.

Bei dem erwähnten bekannten Verfahren wird ein wäßriger Brei von feinen Ammoniumsulfatkristallen hergestellt, indem eine Lösung von Ammoniumsulfat in einem Konzentrator oder Verdampfer mit versenkter Flamme eingedampft wird, so daß äußerst feine Kristalle anfallen. Große Mengen Abgas entstehen unter der Oberfläche der Lösung durch die Gasverbrennung, und das durch die Ammoniumsulfatlösung streichende Abgas verursacht beträchtliche Aufwirbelung, schlagartige Entwässerung und starke Kristallkeimbildung bei geringem Wachstum dieser Keime. In the known method mentioned, an aqueous slurry of fine ammonium sulfate crystals made by adding a solution of ammonium sulfate is evaporated in a concentrator or evaporator with a sunken flame, so that extremely fine crystals arise. Large amounts of exhaust gas are created beneath the surface the solution through the gas combustion, and that through the ammonium sulfate solution Exhaust gas causes considerable turbulence, sudden drainage and strong Crystal nucleation with little growth of these nuclei.

Bei dieser Arbeitsweise kann ein Brei mit über 3O0/o bis zu 80 oder 850/0 an festen Kristallen erhalten werden. Vorsichtsmaßnahmen zur Entfernung von Kri stallisationsverzögerern, wie dreiwertiges Eisen, Aluminium usw., brauchen nicht getroffen zu werden, vielmehr hat es sich als zweckmäßig erwiesen, derartige Verzögerer zuzusetzen, um die Kristallgröße herabzusetzen.With this method of operation, a pulp with over 30% up to 80 or 850/0 of solid crystals can be obtained. Precautions for Removing Crystallization retarders, such as trivalent iron, aluminum, etc., do not need to be hit, rather it has proven to be useful to use such retarders add to reduce the crystal size.

Um feste Granalien zu bilden, die einen möglichst geringen toten Raum zwischen ihren Kristallen aufweisen, ist es wesentlich, daß die zu verkittenden Kristalle eine Mindestgröße haben und keine nadelartige Form aufweisen. Der tote Raum soll wegen der benutzten sehr kleinen Kristalle von z. B. 1 bis 50, in der Hauptsache gewöhnlich 5 bis 10 Mikron, mittlerer Länge so klein wie möglich sein. Die Gegenwart von Kristallwachstumsverzögerern verhindert die Bildung irgendwelcher auch noch so kleiner Kristalle sowohl während des Mischvorganges als auch während der Trocknungsstufe. To form solid granules with the lowest possible dead Having space between their crystals, it is essential that those to be cemented Crystals are of a minimum size and not have a needle-like shape. The dead Space is supposed to be because of the used very small crystals of e.g. B. 1 to 50, mainly usually 5 to 10 microns, medium length as small as possible. The presence crystal growth retardants prevent the formation of any as well Such small crystals both during the mixing process and during the drying stage.

Gemäß der Erfindung werden zur Unterstützung der Granulatbildung geringe, etwa 0,1 bis 1,00/o, vorzugsweise nicht wesentlich über 0,1 0/o, betragende Mengen Ammoniak, insbesondere in Form von wäßrigem Ammoniak, in der Mischzone zugesetzt, worauf die über 0,10/0 hinausgehenden Ammoniakmengen aus den Ammoniumsulfatgranalien in der Trocken zone entfernt und zur Granulatbildung in die Mischzone zurückgeführt werden. Um es anders auszudrücken, wird eine viertel Tonne Mischtrogeinspeisung etwa 11 konzentrierte Ammoniumhydroxydlösung erfordern. Wenn ein Uberschuß zugesetzt wird, kann er durch ein Waschsystem aus den von dem Trockner kommenden Abgasen entfernt und an den Kopf oder Ausgangspunkt des Systems zurückgeführt werden. According to the invention, to support the formation of granules small amounts, about 0.1 to 1.00 / o, preferably not significantly above 0.1% Amounts of ammonia, especially in the form of aqueous ammonia, added in the mixing zone, whereupon the amounts of ammonia from the ammonium sulphate granules exceeding 0.10 / 0 removed in the drying zone and returned to the mixing zone for granulate formation will. To put it another way, a quarter tonne is fed into the mixing trough require about 11 concentrated ammonium hydroxide solution. If an excess is added it can be removed from the exhaust gases coming from the dryer by a scrubbing system and returned to the head or starting point of the system.

Die Benutzung dieser geringfügigen Menge an Ammoniumhydroxyd führt zu einer scheinbaren Trocknung der Granalien, so daß sie dem unbewaffneten Auge völlig trocken erscheinen, während ihr Feuchtigkeitsgehalt tatsächlich beträchtlich höher ist, als er ohne diesen Ammoniumhydroxydzusatz zugelassen werden könnte. Vermutlich wird die Feuchtigkeit von der Oberfläche in den Kern der Granalie getrieben. Der größte zulässige Feuchtigkeitsgehalt des Mischtrogaustrages ohne diesen Zusatz beträgt ungefähr 20/0, während bei Anwendung der Erfindung der Feuchtigkeitsgehalt auf 40/o gesteigert werden kann. Als weiterer Vorteil der Erfindung wurde festgestellt, daß während der Trocknungsstufe nur eine geringfügige oder gar keine Zusammenballung eintritt. The use of this negligible amount of ammonium hydroxide will result to an apparent Drying the granules so that they can be exposed to the unarmed Eyes appear completely dry, while their moisture content is actually considerable is higher than it could be allowed without this addition of ammonium hydroxide. Allegedly the moisture is driven from the surface into the core of the granule. Of the maximum permissible moisture content of the mixing trough discharge without this addition about 20/0, while using the invention the moisture content to 40 / o can be increased. Another advantage of the invention has been found that Little or no agglomeration during the drying stage entry.

Die Verwendung von Ammoniak bei der Herstellung von granulierten Ammonsalzdüngemitteln ist an sich bekannt. So wurde bei der Herstellung von Mischdüngern aus Ammonnitrat und einer anderen Salzkomponente vorgesehen, dieEigenschaft des Ammonnitrates, mit Ammoniak bei Temperaturen unter 250 C die sogenannte Diverssche Lösung zu bilden, auszunutzen, um bei der Vermischung von Ammonnitrat mit Kalksteinmehl auftretende Fehlzersetzungen unter Entwicklung von Ammoniak und Kohlensäure zu vermeiden. Dabei werden jedoch 4 bis 6 Gewichtsteile Ammoniak, und zwar vorzugsweise in verflüssigtem Zustande bei - 300 C angewandt. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich, abgesehen von der andersartigen Arbeitsweise, nicht um die Beeinflussung irgendwelcher chemischen Reaktionen, denn die Maßnahme findet überhaupt erst Anwendung, wenn das Ammonsulfat chemisch schon als solches vorliegt. The use of ammonia in the manufacture of granulated Ammonium salt fertilizers are known per se. This was the case with the production of mixed fertilizers made of ammonium nitrate and another salt component, the property of Ammonium nitrates, with ammonia at temperatures below 250 C, the so-called Diverssche To form solution, take advantage of when mixing ammonium nitrate with limestone powder to avoid incorrect decomposition with the development of ammonia and carbonic acid. However, 4 to 6 parts by weight of ammonia are used, preferably in liquefied form Conditions applied at - 300 ° C. The present invention is apart from the different way of working, not about influencing any chemical reactions, because the measure only applies if that Ammonium sulfate is already chemically present as such.

Auch ist das Arbeiten mit wäßrigem Ammoniak zweifellos wesentlich angenehmer als dasjenige mit verflüssigtem Ammoniakgas.Working with aqueous ammonia is also undoubtedly essential more pleasant than the one with liquefied ammonia gas.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird Ammoniak dazu verwendet, die Oberfläche der bereits vorliegenden Granalien bzw. Kristalle unter Bildung einer Hülle um jedes Teilchen zu verändern, wobei die scharfen Kanten der einzelnen Teilchen in Lösung gehen und zur Abrundung der Teilchen führen. Das Düngesalz, wie Harnstoff, Ammoniumnitrat, Ammoniumsulfat, Kaliumchlorid od. dgl., liegt also im festen, trockenen Zustande vor und wird mit gasförmigem Ammoniak im Überschuß 10 Minuten lang behandelt. Another known method uses ammonia to the surface of the already existing granules or crystals with the formation of a Sheath around each particle to change, keeping the sharp edges of each particle go into solution and lead to the rounding of the particles. The fertilizer salt, like urea, Ammonium nitrate, ammonium sulfate, potassium chloride or the like, so lies in the solid, dry Condition before and is treated with excess gaseous ammonia for 10 minutes.

Im Gegensatz hierzu wird bei dem Verfahren nach der Erfindung nur eine geringfügige Menge Ammoniak, und zwar vorzugsweise in wäßriger Form, in einer anderen Stufe, nämlich schon vor Bildung der Granalien, auf den wäßrigen Brei der Ammonsulfatkristalle zur Einwirkung gebracht. In contrast to this, in the method according to the invention only a minor amount of ammonia, preferably in aqueous form, in one at another stage, namely before the formation of the granules, on the aqueous pulp Ammonium sulfate crystals brought to action.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. A preferred embodiment of the invention is set out below Hand of drawing explained.

Verschiedene zusätzliche Ventile, Pumpen und andere übliche erforderliche Einrichtungen sind aus Gründen der Klarheit in der Zeichnung fortgelassen. Verschiedene geringe Abänderungen können vorgenommen werden, um das Verfahren den jeweiligen Bedingungen anzupassen.Various additional valves, pumps and other usual required Facilities are omitted from the drawing for the sake of clarity. Different minor changes can be made to suit the procedure Adjust conditions.

Eine Ammoniumsulfatlösung wird durch Leitung 11 dem Verdampfer 10 mit versenkter Flamme zugeleitet. Gas und Luft werden durch die Leitungen 12 und 13 eingeführt und unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 14 im Brenner 16 verbrannt. Die heißen Verhrennungsgase steigen durch das Ammoniumsulfat auf und entfernen das Wasser unter Erhöhung der Konzentration des Ammoniumsulfats. Kristallwachstumsverzögerer können der Ammoniumsulfatlösung mittels einer Leitung 15 zugesetzt werden. Die Verbrennungsgase und der Wasserdampf werden über die Leitung 17 abgesaugt. Bei der erreichten Konzentration tritt Kristallisation ein. An ammonium sulfate solution is fed to the evaporator 10 through line 11 supplied with a sunk flame. Gas and air are through the lines 12 and 13 introduced and burned below the liquid level 14 in the burner 16. The hot combustion gases rise through the ammonium sulfate and remove it Water, increasing the concentration of ammonium sulphate. Crystal growth retarders can be added to the ammonium sulfate solution by means of a line 15. The combustion gases and the water vapor will be on the pipe 17 sucked off. With the concentration achieved crystallization occurs.

Der kristallhaltige Brei kann unmittelbar dem Mischtrog 19 über die Leitungl8, zweckmäßiger jedoch über die Leitungen 18 und 52 durch einen Eindicker und dann dem Mischtrog zugeführt werden. The crystal-containing slurry can directly to the mixing trough 19 on the Linel8, but more expediently via lines 18 and 52 through a thickener and then fed to the mixing trough.

Wenn man in dieser bevorzugten Weise arbeitet, kann das Ventil 56 je nach dem gewünschten Eindickungsgrad des Breies ganz oder teilweise geschlossen werden. Die Mutterlauge wird über die Leitung 55 entfernt und gelangt zurück zum Verdampfer 10. Der eingedickte Brei wird über die Leitungen 54 und 18 zum Mischtrog 19 geleitet.When operated in this preferred manner, the valve 56 fully or partially closed depending on the desired degree of thickening of the pulp will. The mother liquor is removed via line 55 and returned to the Evaporator 10. The thickened slurry is conveyed via lines 54 and 18 to the mixing trough 19 headed.

Rücklauffeingut wird über die Leitung 20 in den Mischtrog eingeführt, wo es mit dem Kristallbrei so vollständig durchgemischt wird, daß die feinen Kristalle an den größeren Teilchen festhaften. Auf diese Weise nimmt eine Granalie an Größe zu. Das konzentrierte Ammoniumhydroxyd wird dem Mischtrog aus dem Vorratsbehälter 60, durch eine Meßeinrichtung 61, z. B. ein Rotometer, das zweckmäßig mit Ventilen 62 und 63 versehen ist, und schließlich durch die Einspeisleitung 64 zugesetzt. Die so gebildeten Granalien werden über die Leitung 21 zum Drehrohrtrockner 22 geleitet. Die zur Entfernung der letzten Prozente Feuchtigkeit benutzten Gase werden vorzugsweise erhitzt, um eine raschere Verdampfung zu bewirken. Es ist sehr zweckmäßig, Rauchgas von einem holländischen Ofen 23 zu benutzen, dem das zu verbrennende Gas durch die Leitung 24 zugeführt wird. Die Trocknungsgase gelangen in den Zyklonabscheider 27, der kleine mitgerissene Teilchen von Ammoniumsulfat entfernt, und das Gas wird dann über die Leitung 28, das Gebläse 29 und die Leitung 30 dem Wäscher 31 zugeleitet, wo etwa vorhandenes Ammoniak durch Waschen mit Wasser aus der Leitung 32 wiedergetonnen wird. Das Wasser wird z. B. durch die Leitung 33 entfernt. Die gewaschenen Gase werden durch die Leitung 35 abgezogen. Die abgetrennten feinen Ammoniumsulfatteile gelangen über die Leitung 20 in den Mischtrog. Return fines are introduced into the mixing trough via line 20, where it is so thoroughly mixed with the crystal pulp that the fine crystals cling to the larger particles. In this way a granule increases in size to. The concentrated ammonium hydroxide is transferred to the mixing trough from the storage tank 60, by a measuring device 61, e.g. B. a rotometer, which is useful with valves 62 and 63 is provided, and finally added through the feed line 64. The granules formed in this way are conveyed to the rotary kiln dryer 22 via line 21. The gases used to remove the last percent of moisture are preferred heated to cause faster evaporation. It is very convenient to smoke gas to use a Dutch furnace 23, to which the gas to be burned through the Line 24 is supplied. The drying gases enter the cyclone separator 27, The small entrained particles of ammonium sulfate are removed, and the gas is then fed to the scrubber 31 via the line 28, the fan 29 and the line 30, where any ammonia present is recovered by washing with water from line 32 will. The water is z. B. removed through line 33. The washed gases are withdrawn through line 35. The separated fine ammonium sulfate parts reach the mixing trough via line 20.

Das erzeugte Ammoniumsulfat gelangt aus dem Trockner 22 über die Leitung 34 durch geeignete Mittel, z. B. den Elevator 37 und die Leitung 38, zu einer Siebvorrichtung 36, die das Granalienprodukt in drei verschiedene Gruppen zerlegt: 1. Feinere Granalien als erwünscht (Feingut), 2. Granalien innerhalb des erwünschten Korngrößenbereiches (Fertiggut), 3. Größer als erwünscht (Grobgut). The ammonium sulfate produced passes from the dryer 22 via the Line 34 by any suitable means, e.g. B. the elevator 37 and the line 38, too a sieve device 36 which divides the granule product into three different groups broken down: 1. Finer granules than desired (fine material), 2. Granules within the Desired grain size range (finished product), 3. Larger than desired (coarse product).

Diese drei Gruppen werden in den Trichtern 39, 40 und 41 aufgefangen. Die großen Granalien vom Trichter 41 (Grobgut) gelangen über die Leitung 42, die Einspeisvorrichtung 43 und die Leitung 44 zum Brecher 46, wo sie zerkleinert werden. Die zerkleinerten Ammoniumsulfatgranalien gelangen über die Leitung47 zur Leitung 48, mittels derer sie zusammen mit den kleinen Granalien (Feingut) vom Trichter 39 zum Mischtrog 19 geführt werden. Das Ammoniumsulfatprodukt vom Trichter 40 (Fertiggut) gelangt über die Leitung 49 zu geeigneten Einrichtungen, um es auf Lager zu bringen oder ahzusacken, z. B. auf das Förderband 50 und die Waage 51. These three groups are collected in funnels 39, 40 and 41. The large granules from the funnel 41 (coarse material) pass through the line 42, which Feed device 43 and line 44 to crusher 46, where they are crushed. The crushed ammonium sulphate granules reach the line via line47 48, by means of which they together with the small granules (fine material) from the funnel 39 are led to the mixing trough 19. The ammonium sulfate product from funnel 40 (finished product) reaches suitable facilities via line 49 in order to bring it to stock or to sag, z. B. on the conveyor belt 50 and the scales 51.

Im Rahmen der Erfindung können Granalien von beinahe jeder gewünschten Korngröße lediglich in Abhängigkeit von der Anzahl von Kreisläufen der Granalien zum Mischtrog hergestellt werden. Granules of almost any desired can be used within the scope of the invention The grain size only depends on the number of cycles of the granules to the mixing trough.

Ein mit und ohne Zusatz von Ammoniumhydroxyd in dieser Stufe durchgeführter Vergleichsversuch lieferte folgende Ergebnisse: Gewichtsprozent Gewichtsprozent Umlaufende Gewichtsprozent Wasser Wasser Belastung, Granalienprodukt im eingespeisten Brei im Misdltrogaustrag Keime zu Brei im Trodtneraustrag Mit Ammoniumhydroxyd .. 28,1 3,3 10,5:1 83,5 Ohne Ammoniumhydroxyd 19,5 2,0 10,9:1 62,2 Diese erhöhte Toleranz im Feuchtigkeitsgehalt des Mischtrogaustrages bedeutet, daß die Menge neu eingespeisten Materials zum Mischtrog beträchtlich erhöht werden kann, während gleichzeitig die Menge des erforderlichen Kreisl auffeingutes herabgesetzt ist. Es wurde festgestellt, daß, während ein befriedigendes Kreislaufverhältnis von Feingut zu neuer Beschickung bei der bekannten Arbeitsweise 10:1 betrug, es bei Anwendung der Erfindung bis zu 5 : 1 herabgesetzt werden konnte. Dies bedeutet eine Verringerung an Ausmaß und Kosten in mehrerer Hinsicht bei der Anlage insbesondere beim Mischtrog, Trockner und Förderer für ein gegebenes Produktgewicht. Die Toleranz dieser zusätzlichen Feuchtigkeit macht auch das Verfahren leichter durchführbar und hinsichtlich der Feinheit der Kontrolle weniger kritisch.A comparison test carried out with and without the addition of ammonium hydroxide at this stage gave the following results: Weight percent Weight percent Circulating weight percent Water water strain, granule product in the fed-in pulp in the mixing trough discharge germs to pulp in the Trodtner discharge With ammonium hydroxide. 28.1 3.3 10.5: 1 83.5 Without ammonium hydroxide 19.5 2.0 10.9: 1 62.2 This increased tolerance in the moisture content of the mixing trough discharge means that the amount of newly fed material to the mixing trough can be increased considerably, while at the same time the amount of the required Kreisl auffeinggut is reduced. It was found that while a satisfactory cycle ratio of fines to new charge was 10: 1 in the known procedure, it could be reduced as much as 5: 1 using the invention. This means a reduction in the size and cost of the equipment in several respects, particularly the mixing trough, dryer and conveyor for a given product weight. The tolerance of this additional moisture also makes the process easier to carry out and less critical in terms of the fineness of the control.

PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von als Düngemittel geeigneten Ammoniumsulfatgranalien durch Zusammenballen kleinerer, in Form eines wäßrigen Breies vorliegender Ammoniumsulfatkristalle mit verhältnismäßig trockenen Ammoniumsulfatkristallen und Trocknen der gebildeten Granalien, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung der Granulatbildung geringe, etwa 0,1 bis 1,00/o, vorzugsweise nicht wesentlich über 0,10/o, betragende Mengen Ammoniak, insbesondere in Form von wäßrigem Ammoniak, in der Mischzone zugesetzt werden, worauf die über 0,1 0/0 hinausgehenden Ammoniakmengen aus den Ammoniumsulfatgranalien in der Trockenzone entfernt und zur Granulatbildung in die Mischzone zurückgeführt werden. PATENT CLAIMS: 1. Method of making as fertilizer suitable ammonium sulphate granules by agglomerating smaller ones in the form of a aqueous Pulps of ammonium sulfate crystals present with relatively dry Ammonium sulphate crystals and drying of the granules formed, characterized in that that to support the granulate formation low, about 0.1 to 1.00 / o, preferably not significantly above 0.10 / o, amounts of ammonia, especially in the form of aqueous ammonia, are added in the mixing zone, whereupon those exceeding 0.1% Amount of ammonia removed from the ammonium sulphate granules in the dry zone and used for Granulate formation can be returned to the mixing zone.

Claims

2. The method according to claim 1, characterized in that ammonia is used in concentrated aqueous form.

Publications considered: German patent application E 2015 IVb / 16 (published May 15, 1952); U.S. Patent Nos. 2,631,084, 2,307 253.