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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND INSTALLATION FOR HEAT RECOVERY IN FLUIDISED BED GRANULATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/137995
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method for producing fertiliser granules by fluidised bed granulation in a fluidised bed granulator (17), in which air that is used for the fluidisation in the fluidised bed is sucked in by means of a line (18) and is heated before entering the fluidised bed granulator (17), wherein hot exhaust air occurs in the process, emanating from the fluidised bed granulator, and according to the invention at least a partial stream of the hot exhaust air is returned and used for the fluidisation. This creates the possibility of using the thermal energy contained in the exhaust air and reducing the heating energy necessary for heating the fresh air for the fluidisation. The returned air may be cleaned, for example by means of a cyclone separator (21), in order to separate out solid particles before the cleaned exhaust air is combined with the fresh air.

Inventors:
BANIK PETER (DE)
MATHIAK JENS (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/051212
Publication Date:
August 02, 2018
Filing Date:
January 18, 2018
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP IND SOLUTIONS AG (DE)
THYSSENKRUPP AG (DE)
International Classes:
B01J2/16
Foreign References:
US3231413A1966-01-25
DE3516966A11985-11-21
DE4206521A11993-09-09
US20040088830A12004-05-13
US20120231277A12012-09-13
US5809664A1998-09-22
Attorney, Agent or Firm:
THYSSENKRUPP INTELLECTUAL PROPERTY GMBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Düngemittelgranulats durch Fließbettgranulation in einem Wirbelschichtgranulator (17), bei dem für die Fluidisierung im Fließbett verwendete Luft angesaugt und vor dem Eintritt in den Wirbelschichtgranulator (17) erwärmt wird, wobei im Prozess heiße aus dem Wirbelschichtgranulator (17) austretende Abluft anfällt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teilstrom der heißen Abluft rückgeführt und zur Erwärmung der für die Fluidisierung vorgesehenen Luft verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die rückgeführte heiße Abluft und ein Strom frisch angesaugter Luft miteinander vermischt und die dabei erzeugte

Mischluft für die Fluidisierung verwendet wird, wobei die frisch angesaugte Luft optional vor der Mischung mit der rückgeführten heißen Abluft vorgewärmt werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom der rückgeführten heißen Abluft einerseits und für die Fluidisierung frisch angesaugte Luft andererseits jeweils einem Wärmetauscher zugeführt und in dem Wärmetauscher mittels der heißen Abluft eine mindestens teilweise Erwärmung der frisch angesaugten Luft erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der für die Fluidisierung frisch angesaugte Luftstrom

teilweise mit einem Abgasstrom einer anderen (Teil-)Anlage vermischt oder ersetzt wird oder

dass der für die Fluidisierung frisch angesaugte Luftstrom zumindest teilweise durch den Wäremeinhalt von einem anderem Fluidstrom, welcher einer anderen Teil-(Anlage) e ntsta m mt, vo rg ewä rmt wi rd ,

oder dass

alternativ oder ergänzend zu der angesaugten Frischluft warme, geeignete Abgasströme (30) aus anderen (Teil-)Anlagen mit dem rezirkulierten Strom in Leitung (27) vermischt werden . 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom der rückgeführten heißen Abluft zusammen mit für die Fluidisierung frisch angesaugter und ggf. in einem Wärmetauscher (10 a) vorgewärmter Luft einem weiteren Wärmetauscher (10 b) zugeführt werden, wobei in dem weiteren Wärmetauscher (10 b) mittels externer Wärmequelle die Erwärmung auf die erforderliche Temperatur erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Erwärmung der für die Fluidisierung vorgesehenen Luft über eine externe Wärmequelle vorgesehen ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erwärmung der für die Fluidisierung vorgesehenen Luft über eine externe Wärmequelle vorgesehen ist, wobei als externe Wärmequelle Dampf mit einem Druck in einem Bereich von bis zu etwa 16 bar verwendet wird .

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erwärmung der für die Fluidisierung vorgesehenen Luft über eine externe Wärmequelle vorgesehen ist, wobei als externe Wärmequelle ein Brenngas verwendet wird, welches einen Brenner erhitzt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die für die

Fluidisierung vorgesehene Abluft vor ihrer Zufuhr zum Fließbett gereinigt wird .

Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Fluidisierung vorgesehene Abluft vor ihrer Zufuhr zum Fließbett wenigstens eine Reinigungsvorrichtung (21) und/oder eine Filtervorrichtung durchströmt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die für die

Fluidisierung vorgesehene Abluft vor ihrer Zufuhr zum Fließbett wenigstens eine erste Reinigungsvorrichtung (21) und danach gegebenenfalls wenigstens eine zweite Reinigungsvorrichtung durchströmt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die für die

Fluidisierung vorgesehene Abluft vor ihrer Zufuhr zum Fließbett wenigstens einen Zyklonabscheider (21) als Reinigungsvorrichtung durchströmt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die für die

Fluidisierung vorgesehene Abluft vor ihrer Zufuhr zum Fließbett wenigstens einen Zyklonabscheider (21) als eine erste Reinigungsvorrichtung durchströmt und danach oder zuvor gegebenenfalls eine Filtervorrichtung als eine zweite Reinigungsvorrichtung durchströmt. Anlage zur Herstellung eines Düngemittelgranulats durch Fließbettgranulation, insbesondere nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Anlage einen Wirbelschichtgranulator (17) umfasst, mindestens eine Leitung (18) für die Zufuhr von Luft zur Fluidisierung zu dem Wirbelschichtgranulator sowie mindestens eine Leitung (19) für die Zufuhr einer Lösung, welche Substanzen für die Herstellung des Granulats enthält, zu dem Wirbelschichtgranulator sowie mindestens eine Leitung zum Abführen von erwärmter Abluft aus dem Wirbelschichtgranulator (17), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine aus dem Wirbelschichtgranulator (17) führende Rückführleitung (27) vorgesehen ist, mittels derer mindestens ein Teilstrom der Abluft aus dem Wirbelschichtgranulator in die Leitung (18) für die Zufuhr von Luft zur Fluidisierung zu dem Wirbelschichtgranulator rückführbar ist.

Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Reinigungsvorrichtung, vorzugsweise ein Zyklonabscheider (21) im Strömungsweg der Rückführleitung (27) zwischen dem Wirbelschichtgranulator und der Leitung (18) für die Zufuhr von Luft zu dem Wirbelschichtgranulator angeordnet ist.

Anlage nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zusätzliches Gebläse (22) im Strömungsweg der Rückführleitung (27) angeordnet ist.

Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (18) für die Zufuhr von Luft zu dem Wirbelschichtgranulator (17) wenigstens ein Lufterhitzer (10 a, b) angeordnet ist und die Rückführleitung (27) im Strömungsweg vor diesem Lufterhitzer (10 b) in die Leitung (18) einmündet.

Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (18) für die Zufuhr von Luft zu dem Wirbelschichtgranulator (17) im Strömungsweg vor der Einmündung der Rückführleitung (27) wenigstens ein Frischluftgebläse (23) angeordnet ist.

Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine vom Wirbelschichtgranulator (17) ausgehende separate Leitung (26) für nicht rückgeführte Abluft vorgesehen ist, in der ein vorzugsweise saugendes Abluftgebläse (7) angeordnet ist.

20. Anlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (26) wenigstens eine Reinigungsstufe für die Reinigung der an die Umgebung abzuleitenden Abluft vorgesehen ist.

21. Verwendung einer Anlage zur Herstellung eines Düngemittelgranulats gemäß einem der Ansprüche 14 bis 20 in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13.

22. Verfahren zur Herstellung eines Düngemittelgranulates durch Fließbettgranulation in einem Wirbelschichtgranulator (17), bei dem das für die Fluidisierung im Fließbett verwendete Fluid angesaugt und optional vor dem Eintritt in den Wirbelschichtgranulator (17) erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Fluidisierung genutzte Fluid einem Abgasstrom einer anderen (Teil-)Anlage entstammt, oder dass die für die Fluidisierung im Fließbett angesaugte Frischluft zumindest teilweise mit einem Abgasstrom einer anderen (Teil-)Anlage vermischt wird und/oder das zumindest ein Teil eines Abgas- und/oder Fluidstromes einer anderen (Teil-)Anlage für die indirekte Vorwärmung des für die Fluidisierung genutzten Fluidstromes verwendet wird .

Description:
Verfahren und Anlage zur Wärmerückqewinnunq bei der Fließbettqranulation

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Düngemittelgranulats durch Fließbettgranulation in einem Wirbelschichtgranulator, bei dem die für die Fluidisierung im Fließbett verwendete Luft angesaugt und vor dem Eintritt in den Wirbelschichtgranulator erwärmt wird, wobei im Prozess heiße, aus dem Wirbelschichtgranulator austretende Abluft anfällt.

Ammoniumsulfat findet eine Vielzahl von Anwendungen . Beispielsweise wird Ammoniumsulfat als Düngemittel oder Düngemittelzusatzstoff verwendet. Dabei stellt Ammoniumsulfat eine Quelle sowohl für Stickstoff als auch für Schwefel dar, die wichtige Pflanzennährstoffe sind . Es existiert weltweit in vielen Böden ein Schwefelmangel, der durch gezielte Zugabe von Ammoniumsulfat zumindest teilweise ausgeglichen werden kann .

Die Herstellung von Ammoniumsulfat kann auf verschiedenen Wegen erfolgen . Beispielsweise kann Ammoniumsulfat durch das Einleiten von Ammoniak in Schwefelsäure gebildet werden. Industriell wird Ammoniumsulfat häufig aus Lösungen kristallisiert, welche als Nebenprodukt beispielsweise in Kohleöfen oder Anlagen zur Herstellung von Caprolactam anfallen . Bei der Kristallisation von Ammoniumsulfat entstehen meist eckige Kristalle, die üblicherweise einen Durchmesser von 1 bis 2 mm besitzen.

Ammoniumsulfat ist üblicherweise nicht der einzige Bestandteil eines Düngemittels; vielmehr umfassen Düngemittel Kombinationen aus verschiedenen Pflanzennährstoffen (wie z. B. Stickstoff, Phosphor, Kalium oder Schwefel). Ammoniumsulfat wird daher bei der Anwendung oft mit anderen granulierten Düngemitteln vermengt, um eine ausgewogene Düngemittelmischung herzustellen .

Kristallines Ammoniumsulfat hat jedoch einige Nachteile, die seine Beimischung in Düngemittelgranulate erschweren. Einerseits sind die bei der Kristallisation gebildeten Partikel aus Ammoniumsulfat verhältnismäßig klein, andererseits variieren die Partikel in ihrer Größe oft sehr stark. Diese Eigenschaften machen es schwierig, physikalisch homogene Düngemittelmischungen mit Ammoniumsulfat herzustellen . Bei der Verteilung von Düngemittelmischungen ist eine gleichmäßige Vermischung und Korngrößenverteilung der einzelnen Bestandteile jedoch essentiell . Eine zu große Breite der Korngrößenverteilung kann zudem auch zu mechanischen Problemen bei der gleichmäßigen Austragung des Düngemittelgemisches führen . Darüber hinaus verläuft die Aufnahme von kristallinen und granulierten Düngemitteln in den Boden unterschiedlich schnell.

Aus diesen Gründen werden immer häufiger granulierte Düngemittel oder Düngemittelmischungen eingesetzt, die zudem erst kurz vor der Anwendung durch Mischen der einzelnen Bestandteile bereitgestellt werden können . Granuliertes Ammoniumsulfat ist idealerweise kugelförmig und die einzelnen Partikel des Granulats verfügen beispielsweise über einen Durchmesser von 2 bis 4 mm. Diese Größe orientiert sich am Harnstoffgranulat, das das weltweit meist verbreitete Düngemittel darstellt.

Für die Herstellung von granuliertem Ammoniumsulfat sind verschiedene Verfahren im Stand der Technik bekannt.

US 4;589;904 beschreibt die Granulierung von Ammoniumsulfat in einer Trommelgranulierung mit nachgeschaltetem Trockner, wobei die Lösungsherstellung in einem Vorneutralisierer erfolgt.

US 2012/0231277 betrifft die Herstellung von Aufbaugranulaten durch Wirbelschicht- oder Strahlschichtgranulierung . Dazu werden Granulierkeime (Nuclei), welche zuvor separat hergestellt wurden, mit einer Ammoniumsulfat-haltigen Lösung besprüht und anschließend getrocknet.

Aus der US 5,809,664 ist ein Verfahren zur thermischen Behandlung tierischer Exkremente bekannt, bei dem zur Fludisierung verwendetes Gas zusammen mit Brennstoff und rückgeführter Prozessuft durch eine Brennkammer geleitet wird. Ein Problem bei der Granulierung von Ammoniumsulfat stellt die Entstehung von Staub dar, wobei hierunter Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 0,5 mm verstanden werden. Die Entstehung von Staub ist im Wesentlichen auf drei Quellen zurückzuführen. Zunächst erzeugen die Düsen, welche die zu granulierende Lösung versprühen, jeweils Tropfen mit einer gewissen Verteilung an Durchmessern, wobei sich einige der feinsten Tropfen verfestigen, bevor sie auf die Ammoniumsulfatpartikel treffen, so dass der so gebildete Staub den Granulator mit der Abluft wieder verlässt. Des Weiteren ist der Abrieb des Granulats aufgrund von Bewegungen und Zusammenstößen der Partikel als Staubquelle zu nennen, beispielsweise in einem Fließbett, wobei die Menge des anfallenden Staubs wesentlich von den mechanischen Eigenschaften des Granulats abhängt. Schließlich ist als dritte Quelle der aus der mechanischen Zerkleinerung zu großer Granulatpartikel, neben den gebrochenen Partikeln, entstandene Staub zu nennen, der in den Verfahren und Anlagen nach dem Stand der Technik üblicherweise mit dem Bruch direkt wieder in den Granulator gelangt.

Bei der Herstellung eines Düngemittelgranulats in einer Fließbettgranulationsanlage entsteht eine heiße Abluft mit einer Temperatur im Bereich von beispielsweise etwa 70 °C bis etwa 100 °C, die bei den herkömmlichen Verfahren an die Umgebung abgegeben wird. Dadurch geht die in der heißen Abluft enthaltene Energie verloren, so dass das Verfahren unter dem Aspekt des Energieverbrauchs wirtschaftlich ungünstig ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Düngemittelgranulats durch Fließbettgranulation mit den Merkmalen der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches eine günstigere Energiebilanz aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Düngemittelgranulats durch Fließbettgranulation der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens ein Teilstrom der heißen Abluft in den Granulator zurückgeführt und als Fluidisierungsluft verwendet wird . Dies schafft die Möglichkeit, die in der Abluft enthaltene Wärmeenergie zu nutzen und die für die Erwärmung der Frischluft für die Fluidisierung notwendige Heizenergie zu senken .

Es wurden im Rahmen der vorliegenden Erfindung theoretische und experimentelle Untersuchungen durchgeführt, bei denen die möglichen Anlagenkonfigurationen zur Wärmerückgewinnung in Bezug auf Produktqualität, Wirtschaftlichkeit und technische Machbarkeit betrachtet wurden . Es wurde eine optimale Anlagenkonfiguration gefunden, bei der sowohl die technische Machbarkeit als auch die beste ökonomische Prozessführung durchführbar sind . Abschließend wurde im Labormaßstab der Einfluss der veränderten Zusammensetzung der Fluidisierungsluft und damit der Einfluss der Prozessbedingungen während des Sprühgranulationsprozesses in einem Granulator auf die Qualität des Granulats (Restfeuchte, Härte, Schüttdichte, Korngröße) geprüft. Es wurden Grenzwerte für eine Prozessabluftrückführungsrate gefunden, bei denen keine bemerkbare Veränderung der Produktqualität erfolgt.

Durch die Abluftrückführung können Investitionen für ein Luftreinigungssystem und ein zusätzliches Kreislaufgebläse anfallen, was die Kosten der Anlage erhöht, gleichzeitig wird jedoch das Frischluftgebläse um bis zu 50 % kleiner, ebenso wie ein Wärmetauscher (Luftvorwärmer) und der Energieverbrauch für die Vorwärmung der Fluidluft wird erheblich geringer. Die Betriebskosten zum Beispiel für Dampf, der häufig bei industriellen Anlagen für die Erwärmung der Luft verwendet wird, sinken um bis zu 30 %.

Die vergleichsweise hohen Betriebskosten einer Ammoniumsulfat (AS) Fließbettgranulationsanlage werden auf diese Weise verringert. Einsparpotential wird durch diese Wärmeintegration erreicht. Beim AS-Sprühgranulationsverfahren werden sonst bei herkömmlichen Verfahren mit der bis zu 100 °C heißen Abluft erhebliche Anteile an der dem Prozess zugeführten Energie aus dem System in die Umgebung ausgetragen . Daher ergibt sich durch die erfindungsgemäße Lösung ein erhebliches Einsparpotential . Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung werden die rückgeführte heiße Abluft und ein Strom frisch angesaugter und/oder gegebenenfalls vorgewärmter Luft miteinander vermischt und die dabei erzeugte Mischluft wird für die Fluidisierung verwendet.

Vorzugsweise werden gemäß der vorliegenden Erfindung der Strom der rückgeführten heißen Abluft einerseits und für die Fluidisierung frisch angesaugte Luft andererseits jeweils einem Wärmetauscher zugeführt und in dem Wärmetauscher erfolgt die Erwärmung der frisch angesaugten Luft.

Da die in dem rezirkulierten Teilstrom der Abluft enthaltene Wärmeenergie nicht ausreicht, um die gesamte Fluidisierungsluft auf die vorgesehene Temperatur zu bringen, ist gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung vorzugsweise eine zusätzliche Erwärmung der für die Fluidisierung vorgesehenen Luft über eine externe Wärmequelle bzw. einen weiteren Wärmetauscher vorgesehen .

Als externe Wärmequelle kann man bei einer industriellen Anlage beispielsweise Dampf mit einem Druck in einem Bereich von zum Beispiel bis zu etwa 16 bar verwenden . Eine Quelle für Dampf steht häufig zur Verfügung, da Dampf für andere wichtige technische Anwendungen eingesetzt wird. Es kann auch die Reaktionswärme aus der Neutralisation von Ammoniak mit Schwefelsäure genutzt werden .

Bevorzugt wird gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung die für die Fluidisierung vorgesehene Luft vor ihrer Zufuhr zum Fließbett gereinigt, insbesondere um auf diese Weise etwaige Feststoffpartikel abzuscheiden.

Beispielsweise kann hierzu vorgesehen sein, dass die für die Fluidisierung vorgesehene Luft vor ihrer Zufuhr zum Fließbett wenigstens eine Reinigungsvorrichtung durchströmt.

Für die Abscheidung von Feststoffpartikeln in der Abluft ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die für die Fluidisierung vorgesehene Luft vor ihrer Zufuhr zum Fließbett wenigstens einen Zyklonabscheider als Reinigungsvorrichtung durchströmt.

Es können auch mehrere hintereinander geschaltete Reinigungsvorrichtungen für die Abluft vor ihrer Rückführung vorgesehen sein, beispielsweise ein Zyklonabscheider und eine zusätzliche Filtervorrichtung .

In einer Weiterbildung der Erfindung ist für die Schaffung einer verbesserten Wärmeintegration der Anlage zur Wirbelschichtgranulierung eines Düngemittels, beispielsweise in ein bestehendes Anlagennetz, die Nutzung von bereits vorliegenden Abgasströmen anderer (Teil-)Anlagen, entweder in Form einer direkten Einspeisung als ein Fluidstrom für die Fluidisierung, oder aber als Wärmequelle für die indirekte Erwärmung/Vorwärmung eines Fluidstromes für die Fluidisierung in einem Wirbelschichtgranulator vorgesehen. Hierbei kann eine Aufreinigung des von anderen (Teil-)Anlagen bereitgestellten Abgasstromes in verschiedensten Formen notwendig sein, wobei beispielsweise Abscheider, Kondensatoren, Wäscher, Wärmetauscher oder andere Apparate eingesetzt werden können. Auch ist die Nutzung eines Teilstromes eines vorliegenden Abgasstromes von (Teil-)Anlagen für die direkte Fluidisierung oder aber als Wärmequelle für die indirekte Erwärmung eines Fluidluftstromes zur Nutzung in einem Wirbelschichtgranulator denkbar. Weiterhin kann die Nutzung eines einer anderen (Teil-)Anlage entstammenden Fluidstromes für die Erwärmung eines Fluidluftstromes für die Nutzung in einer Wirbelschichtgranulierung eines Düngemittelgranulates dienlich sein.

In einer Variante der vorliegenden Erfindung bedarf es nicht zwingend dem Einsatz einer Rückführung von zumindest einem Teilstrom der dem Wirbelschichtgranulator entstammenden heißen Abluft. Optional bedarf es dann auch keines Gebläses für rezirkulierte Luft und/oder eines Lufterhitzers Stufe 1 und/oder eines Lufterhitzers Stufe 2 und/oder eines Frischluftgebläses.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Anlage zur Herstellung eines Düngemittelgranulats durch Fließbettgranulation, insbesondere nach einem Verfahren der oben beschriebenen Art, wobei die Anlage einen Wirbelschichtgranulator umfasst, mindestens eine Leitung für die Zufuhr von Luft zur Fluidisierung zu dem Wirbelschichtgranulator sowie mindestens eine Leitung für die Zufuhr einer Lösung, welche Substanzen für die Herstellung des Granulats enthält, zu dem Wirbelschichtgranulator sowie mindestens eine Leitung zum Abführen von erwärmter Abluft aus dem Wirbelschichtgranulator, wobei erfindungsgemäß wenigstens eine aus dem Wirbelschichtgranulator führende Rückführleitung vorgesehen ist, mittels derer mindestens ein Teilstrom der Abluft aus dem Wirbelschichtgranulator in die Leitung für die Zufuhr von Luft zur Fluidisierung zu dem Wirbelschichtgranulator rückführbar ist.

Vorzugsweise umfasst diese Anlage gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung wenigstens eine Reinigungsvorrichtung, vorzugsweise einen Zyklonabscheider und/oder eine Filtervorrichtung, welche im Strömungsweg der Rückführleitung zwischen dem Wirbelschichtgranulator und der Leitung für die Zufuhr von Luft zu dem Wirbelschichtgranulator angeordnet sind .

Gemäß einer Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung sollte wenigstens ein zusätzliches Gebläse im Strömungsweg der Rückführleitung angeordnet sein . Das Gebläse dient dazu, die Abluftströmung der zurückgeführten Abluft auf einen vorgesehenen Druck zu bringen, der bevorzugt etwa dem Druck der zuströmenden Frischluft entspricht. Eine bevorzugte konstruktive Variante der Erfindung sieht vor, dass in der Leitung für die Zufuhr von Luft zu dem Wirbelschichtgranulator wenigstens ein Lufterhitzer angeordnet ist und die Rückführleitung im Strömungsweg vor diesem Lufterhitzer in die Leitung einmündet. Im Lufterhitzer kann eine Erwärmung mit Dampf, eine direkte Erhitzung mit einem Brenner oder bei kleineren Anlagen kann auch gegebenenfalls eine Erhitzung mit einem elektrischen Lufterhitzer durchgeführt werden . Bei der genannten Leitungsführung kann man in vorteilhafter Weise zunächst die heiße Abluft mit vorgewärmter Frischluft mischen und dann die zusätzliche Erwärmung der Mischluft auf die erforderliche Temperatur in einem weiteren Wärmetauscher vornehmen.

Es ist vorteilhaft, die Einbindung des rückgeführten Luftstroms zwischen zwei Wärmetauschern vorzunehmen, wobei der erste als Vorwärmstufe nur für die Frischluft dient und der zweite für die Aufwärmung des Gesamtluftstroms auf die Prozesstemperatur dient.

Es ist vorteilhaft, wenn in der Leitung für die Zufuhr von Luft zu dem Wirbelschichtgranulator im Strömungsweg vor der Einmündung der Rückführleitung wenigstens ein Frischluftgebläse angeordnet ist, das heißt in der Regel sind wenigstens zwei Gebläse in einer erfindungsgemäßen Anlage vorhanden, ein Gebläse für die rückgeführte Abluft und ein separates Gebläse für die frisch zugeführte Luft.

Es kann beispielsweise auch vorteilhaft sein, wenn man ein weiteres Gebläse verwendet, welches vorzugsweise als saugendes Gebläse in einer vom Wirbelschichtgranulator ausgehenden separaten Leitung für nicht rückgeführte Abluft angeordnet ist, so dass man diese Abluft aus dem System absaugen kann und nach Reinigung an die Umwelt abgeben kann .

Da das Abführen eines Teils der Abluft aus der Anlage erforderlich ist, ist es aus umwelttechnischen Aspekten sinnvoll, wenn in der Leitung für nicht rückgeführte Abluft wenigstens eine Reinigungsstufe für die Entstaubung der Abluft vorgesehen ist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin die Verwendung einer Anlage zur Herstellung eines Düngemittelgranulats mit den zuvor beschriebenen Merkmalen in einem erfindungsgemäßen Verfahren der eingangs beschriebenen Art.

Eine besonders bevorzugte Variante der vorliegenden Erfindung basiert auf einer perforierten Bodenplatte zur Verteilung des Fluidisierungsmediums. Diese verteilt das Fluidisierungsmedium über die gesamte Fläche eines in der Regel (aber nicht zwingend) rechteckigen Apparates, bei möglichst moderaten Gasgeschwindigkeiten .

Bei getrockneten tierischen Exkrementen handelt sich um ein Slurry also Suspension die ggf. auch Feststoff im wässrigen Schlamm beinhaltet. Wir arbeiten mit einer feststoffpartikelfreien Lösung, sonst würden unsere Düsen zugesetzt.

Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung hergestellte Granulat ist bevorzugt ein Stickstoff- und Schwefeldünger mit weniger als 0,5% Feuchtegehalt. Das Granulat ist mithin anorganischer Natur. Bei der vorliegenden Erfindung werden in Varianten anorganische Staubanteile im Abgas durch Abscheidung in Zyklonen (Rückführungsgas) und in einer anderen Reinigungseinheit für Abgas (Wäscher, Filter, Zyklon) abgefangen . Eine Verbrennung macht hier keinen Sinn.

In einer weiteren bevorzugten Variante der vorliegenden Erfindung wird das erhaltene Granulat nur durch einen Überlauf oder Zellradschleuse aus dem Granulator ausgetragen. In der Abluft befinden sich bevorzugt höchstens Feinpartikel die gegebenenfalls abgeschieden werden müssen und in den Granulationsprozess zurückgeführt werden, für diese macht eine Verbrennung keinen Sinn.

Der Temperaturbereich der Fluidisierungsluft beträgt in manchen Varianten der vorliegenden Erfindung bevorzugt 180-200°C.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann mit elektrischer Energie erwärmt werden .

Für die Luftvorwärmung kann in einigen bevorzugten Varianten der vorliegenden Erfindung ein elektrischer Lufterhitzer oder ein mit Niedrig- oder Mitteldruckdampf betriebener Wärmetauscher eingesetzt werden . Für die Aufwärmung des aus rückgeführter Luft und/oder Frischluft und/oder Abluft aus anderen (Teil)-Anlagen Gesamtluftstromes auf die Zieltemperatur kann in solchen bevorzugten Varianten der vorliegenden Erfindung ebenfalls entweder ein elektrischer Lufterhitzer oder ein mit Mitteldruckdampf betriebener Wärmetauscher eingesetzt werden.

In einer Variante der vorliegenden Erfindung erfolgt die Erwärmung des Gases nicht über eine Brennkammer, einen Incinerator oder ein ähnliches Gerät.

In einer Variante der vorliegenden Erfindung können alternativ oder ergänzend zu der angesaugten Frischluft warme, geeignete Abgasströme aus anderen (Teil )Anlagen entweder direkt als Fluidstrom für die Fluidisierung eingesetzt werden oder aber als Wärmequelle für die Erwärmung/Vorwärmung eines Fluidstromes für die Fluidisierung im Wirbelschichtgranulator eingesetzt werden .

In einer Variante der vorliegenden Erfindung ist die Anlage eine Düngemittelproduktionsanlage; bei dieser Variante sind die verschiedenen Merkmale der für die erfindungsgemäße Anlage und für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Gegenstände identisch einsetzbar.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt:

Figur 1 ein Fließbild einer beispielhaften Granulationsanlage zur Herstellung eines Düngemittelgranulats mit Wärmerückgewinnung gemäß der vorliegenden Erfindung .

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 1 ein mögliches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Die Darstellung zeigt ein Fließbild einer beispielhaften Granulationsanlage, welche zur Herstellung von erfindungsgemäßen Düngemittel-Granulaten eingesetzt wird. Bei dieser Anlage handelt es sich um einen Anlagentyp, der insbesondere für die Herstellung kleinerer Mengen an Düngemittelgranulat ausgelegt ist. Für die Herstellung des Granulats wird ein so genannter Wirbelschichtgranulator 17 verwendet. Bei dieser Anlage wird die für Fluidisierung verwendete Luft aus der Umgebung durch ein Gebläse 23 angesaugt, die über die Leitung 18 und über einen Anströmboden 2 in die Prozesskammer 1 einströmt. Vor dem Eintritt in die Prozesskammer durchläuft die Luft elektrische Lufterhitzer 10 a, 10 b. In der Prozesskammer 1 befinden sich Sprühdüsen 3 die in„Bottom-Spray"-Konfiguration eingebaut sind und die die Lösung im Gleichstrom zur Fluidisierungsluft vertikal nach oben versprühen. Die Sprühdüsen 3 werden über die Leitung 20 mit als Zerstäubungsluft verwendeter Druckluft versorgt. Die Sprühlösung kann in Behältern 8 batchweise vorbereitet werden . Granulationsadditive können in einem ersten Behälter 8 a aufgelöst oder als Lösung vorgelegt werden . Diesem ersten Behälter 8 a werden die Granulationsadditive über eine Leitung 11 zugeführt. Diesem ersten Behälter 8 a kann über eine weitere Leitung 12 Wasser für die Konzentrationseinstellung zugeführt werden .

Die Ammoniumsulfat-Lösung wird in einem zweiten Behälter 8 b vorbereitet. Diesem zweiten Behälter 8 b wird zum einen über eine mit der Leitung 12 verbundene Zweigleitung 13 Wasser zugeführt und das Ammoniumsulfat (AS) als Lösung oder seltener in Kristallform wird über eine weitere Leitung 14 in den zweiten Behälter 8 b gegeben . Anschließend wird die entsprechende Menge an Additivlösung aus dem ersten Behälter 8 a in den zweiten Behälter 8 b mit der AS Lösung eindosiert. In manchen Fällen kann das Additiv auch in Kristallform der AS Lösung zugefügt werden. Die Lösung wird durch ein Rührwerk homogenisiert und durch Heizung auf die Prozesstemperatur vorgeheizt. Die Lösung wird dann durch eine Pumpe 5 über die Leitung 19 an die Düsen 3 in den Wirbelschichtgranulator 17 gefördert.

Oberhalb der Prozesskammer 1 befindet sich eine Expansionskammer 4, die einen größeren Apparatequerschnitt aufweist als die Prozesskammer 1. Durch den vergrößerten Querschnitt wird die Luftgeschwindigkeit reduziert und so der Austrag der kleinen Partikel aus dem System vermindert. Die Abluft gelangt in eine externe Reinigungseinheit 6 und wird dort von aus dem Granulator 17 ausgetragenen Partikeln befreit. Nach der Reinigungsstufe befindet sich ein Gebläse 7, so dass die gesamte Anlage im Saugmodus (Unterdruck) betrieben wird . Das entnommene Granulat wird mit Hilfe einer Siebanlage 9 in die drei Fraktionen Überkorn, Produkt sowie Unterkorn klassiert. Das abgesiebte Unterkorn (Feinkorn) wird über die Leitungen 15, 16 rezirkuliert und samt zusätzlichem Keimmaterial in den Granulator eingetragen .

Erfindungsgemäß wird nun nur ein gereinigter Teilstrom der Abluft gegebenenfalls über die Leitung 26 aus dem System abgeführt, während ein weiterer Teilstrom zurückgeführt wird, um die in der Abluft enthaltene Wärmeenergie zu nutzen . Dazu ist eine Verzweigung der aus dem Granulator 17 austretenden Abluftleitung vorgesehen, so dass dieser zurückzuführende Teilstrom über die in der Zeichnung nach links führende Leitung zu einer Reinigungsvorrichtung 21 geleitet werden kann, bei der es sich beispielsweise um einen Zyklonabscheider handelt, mittels dessen Feststoffpartikel aus dem Abluftstrom abgeschieden werden können. Die dort abgeschiedenen Feststoffpartikel können beispielsweise über die Leitung 28 wieder dem Behälter 8 b zugeführt werden, in dem die Herstellung der Granulatlösung erfolgt. Ein Teilstrom der in diesem Zyklonabscheider 21 gereinigten rezirkulierten Abluft wird dann über eine Leitung 27 und ein Gebläse 22 in die Leitung 18 gefördert, über die die Luft für die Fluidisierung in die Prozesskammer 1 gelangt, wobei die Zugabe der rezirkulierten Abluft vorzugsweise stromabwärts des Frischluftgebläses 23 und Lufterhitzers 10 a und stromaufwärts vor dem Lufterhitzer 10 b erfolgt. Der Vorteil der Verwendung der rezirkulierten Abluft liegt darin, dass in dieser noch Wärmeenergie gespeichert ist, so dass nach deren Zusammenführung mit der von außen zugeführten, teilweise im Lufterhitzer 10 a erwärmten Frischluft stromabwärts des Gebläses 23 bereits eine weitere Erwärmung der zugeführten Frischluft durch die warme Abluft erfolgt. Dadurch wird die Energie, die für die Aufheizung der gesamten Luft für die Fluidisierung durch den Lufterhitzer 10 b benötigt wird, gesenkt. Gleichzeitig werden durch das Rückführen eines Teilstroms die Ströme 18 und 26 verringert. Dadurch reduzieren sich die Anforderungen und Leistungsaufnahmen der Gebläse 7 und 23 sowie der Reinigungseinheit 6.

Figur 2 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der alternativ oder ergänzend zu der angesaugten Frischluft warme, geeignete Abgasströme 30 aus anderen (Teil-)Anlagen mit dem rezirkulierten Strom in Leitung 27 vermischt wird .

Bezuqszeichenliste

1 Prozesskammer

2 Anströmboden

3 Sprühdüsen

4 Expansionskammer

5 Pumpe

6 Reinigungseinheit

7 Abluftgebläse

8 a erster Behälter

8 b zweiter Behälter

9 Siebung

10 a Lufterhitzer bzw. Wärmetauscher Stufe 1 10 b Lufterhitzer bzw. Wärmetauscher Stufe 2 11 Leitung für Zugabe der Additive

12 Leitung für Wasserzugabe

13 Leitung für Wasserzugabe

14 Leitung für Zugabe des Ammoniumsulfats

15 Leitung für die Rückführung des Feinkorns 16 Leitung für die Rückführung des Feinkorns

17 Granulator

18 Leitung für Frischluft

19 Leitung für Lösungseintrag in den Granulator

20 Leitung für Druckluft Reinigung der rezirkulierten Luft (Zyklon) Gebläse für rezirkulierte Luft

Frischluftgebläse

Leitung für Grobkorn (zum Brecher)

Leitung für granuliertes Produkt

Leitung für gereinigte Ablauf

Leitung für rezirkulierte Luft

Leitung für abgeschiedene Feststoffpartikel Leitung für abgeschiedene Feststoffpartikel Leitung für Abgasstrom aus anderer (Teil-)Anlage