Verwendung einer Granuliermaschine zur Herstellung von vollständig wasserlöslichem Dünger

Was ist das Funktionsprinzip einer Hochturm-Nassgranulatormaschine?

Hochturm-Mehrnährstoffdünger (vollständige Bezeichnung: Hochturm-Granulat-Mehrnährstoffdünger) ist eine neue Technologie in der Mehrnährstoffdüngerproduktion . Es handelt sich um ein Schmelzgranulationsverfahren für Harnstoff- und Kalidünger. Dabei wird das Prinzip der schnellen Kristallisation von geschmolzenem Harnstoff und erhitztem Ammoniumphosphat genutzt. Durch Abmessen der Harnstoff-Kalium-Suspension und anschließendes Einsprühen in den Hochturm mittels einer Düse entstehen die Mehrnährstoffgranulat-Partikel. Dieser Dünger zeichnet sich durch gleichmäßige und glatte Partikel, Schmelzporen und die Abwesenheit von Agglomeration aus. Hinsichtlich Aussehen, innerer Qualität und Ertragssteigerung ist er herkömmlichen, im Handel erhältlichen Mehrnährstoffdüngern deutlich überlegen.

Wie wählt man den Rohstoff mithilfe einer Granuliermaschine aus?

Grundsätzlich sollte das Mischungsverhältnis von Mehrnährstoffdünger, der durch Hochturmgranulation hergestellt wird, in einem weiten Bereich einstellbar sein. Bei harnstoffbasierten Mehrnährstoffdüngern muss die Dosierung jedoch sorgfältig erfolgen, da Ammoniumphosphat eine Polymerisationsreaktion auslöst und die Suspension eindickt. Der w(P₂O₅)-Gehalt im Produkt sollte unter 15 % liegen, und Monoammoniumphosphat mit hohem Phosphorgehalt sollte möglichst verwendet werden. Diammoniumphosphat mit seiner geringen thermischen Stabilität ist zu vermeiden. Der Anteil an geschmolzenem Harnstoff sollte über 30 % liegen, wobei der hohe Phosphor- und Stickstoffgehalt zu berücksichtigen ist.

Wie wird mithilfe der Nassturmgranulierungsmethode ein Mehrnährstoffdünger auf Nitratbasis hergestellt?

Beim Hochturmgranulationsverfahren für Nitro-Dünger führt die Salzreaktion zwischen Kaliumchlorid und Ammoniumnitrat zu einer Verdickung der Suspension. Daher sollte Kaliumsulfat als Kaliumquelle verwendet werden. Der Anteil an Ammoniumnitrat sollte über 40 % liegen. Der Feuchtigkeitsgehalt der Rohstoffe darf nicht zu hoch sein. Der Wassergehalt (w(H₂O)) sollte unter 1 % liegen, und die Korngröße der Rohstoffe sollte 0.5 mm nicht überschreiten.

Hochturm-Aufschlussprozesse von 3 Nassgranulatormaschinen

• Geschmolzener Urin (oder Ammoniumnitrat) wird gerührt und mit anderen gemahlenen und erhitzten Rohstoffen vermischt.
• Fester Harnstoff (oder Ammoniumnitrat) wird mit anderen Rohstoffen verrührt und vermischt und anschließend erhitzt und geschmolzen.
• Geschmolzener Urin (oder Ammoniumnitrat) wird mit anderen Rohstoffen vermischt und emulgiert.

Die Schmelztemperatur wird im Allgemeinen durch den Schmelzpunkt des Rohmaterials bestimmt. Der Schmelzpunkt von Harnstoff beträgt 132.7 °C und der Schmelzpunkt von Ammoniumnitrat beträgt 170.4 °C. Durch Zugabe von Flussmittel zur Formel wird der Schmelzpunkt gesenkt und durch Senken der Temperatur kann die Produktion von Biuret bei Harnstoff verringert werden, und bei Ammoniumnitrat kann das Schmelzrisiko verringert werden.

Hochturm-Prilling-Mix-Granulatormaschine: Mischen ist wichtig

Die Schmelze und andere feste Rohstoffe werden unter einer bestimmten Rührintensität gemischt. Die Endgeschwindigkeit des Rührblatts und der Typ des Rührblatts werden entsprechend der Viskosität des Materials bestimmt, um eine gleichmäßige Mischung des Materials sicherzustellen. Zur Emulgierung kann auch ein Emulgator verwendet werden, um die Granulierleistung der Aufschlämmung zu verbessern. Die festen Rohstoffe werden vor dem Mischen im Allgemeinen mit einem Heizgerät vorgewärmt, um sicherzustellen, dass eine große Menge fester Materialien im Mischbehälter nicht schnell abkühlt und erstarren kann. Natürlich können auch kalte Materialien zum Mischen verwendet werden, aber es muss ein vernünftiges Mischverfahren entwickelt werden, um die negativen Auswirkungen kalter Materialien zu vermeiden.

Wie funktioniert die Hochturm-Nassgranulation?

Aufgrund des eutektischen Punkts des Mischsalzes ist seine Schmelztemperatur deutlich niedriger als sein Schmelzpunkt. Die Harnstoffgruppe liegt im Allgemeinen bei 100 bis 130 °C und die Nitrogruppe im Allgemeinen bei 140 bis 170 °C. Bei harnstoffbasierten Mischdüngern kommt es zwischen Harnstoff und Ammoniumphosphat zu einer Polymerisationsreaktion: 

(NH2)2CO+2NH4H2PO4(NH4)2H2P2O7+CO2+2NH3. 

Diese Reaktion führt zu Blasenbildung in der Mischung und einem starken Anstieg der Viskosität. Daher sollte die Mischzeit so lang wie möglich sein. Kurz gesagt: Bei Gewährleistung einer gleichmäßigen Durchmischung sollte sie im Allgemeinen weniger als 4 Minuten und höchstens 8 Minuten betragen.

Wie wählt man den richtigen Düsentyp für eine Sprühgranulatormaschine aus?

Granulierdüsen lassen sich im Allgemeinen in rotierende Differenzialdüsen, Festdüsen und Vibrationsdüsen unterteilen. Für die Granulierung von Mehrnährstoffdüngern in Turmgranulatoren sollten rotierende Differenzialdüsen verwendet werden. Die Düse wird von einer inneren und einer äußeren Welle angetrieben. Die innere Welle treibt den Abstreifer an, die äußere Welle den Sprühkorb. Beide Wellen rotieren mit einer bestimmten Drehzahldifferenz in die gleiche oder in entgegengesetzte Richtung.

Welche Designüberlegungen gibt es bei der Nass-Hochturm-Granulations-Sprühdüse?

Die Geschwindigkeit der Granulierdüse sollte anhand der Auslegungsleistung und der Düsenlochgröße bestimmt werden. Sie ist auch ein wichtiger Indikator für die Wahl des Turmdurchmessers . Die maximale Umfangsgeschwindigkeit des Sprühkorbs sollte 3 bis 6 m/s betragen. Die Düsenlöcher sind spiralförmig im Sprühkorb angeordnet und vergrößern sich von unten nach oben. Der Düsenlochdurchmesser liegt üblicherweise zwischen 2.2 und 4.5 mm, der Lochabstand zwischen 3 und 3,9 mm. Während der Verarbeitung und Produktion müssen die Düsenlöcher rund und gratfrei bleiben, da es sonst leicht zu Kornbruch kommen kann.