[发明专利]硫酸铵造粒

说明书

本发明涉及用于对硫酸铵造粒的方法和装置。

硫酸铵具有多种应用。例如，使用硫酸铵作为肥料或肥料添加剂。在这种情况下，硫酸铵不仅是氮的来源，而且是硫的来源，这些是重要的植物营养物。在全世界许多土壤中，存在硫缺乏，这可以至少部分地通过定向添加硫酸铵来补偿。

硫酸铵可以以多种方式生产。例如，硫酸铵可以通过将氨引入到硫酸中来形成。工业上，硫酸铵常常从作为副产物产生的溶液中结晶，例如在煤炉或用于生产己内酰胺的设备中。在硫酸铵的结晶中，通常形成直径通常为1mm至2mm的方形晶体。

硫酸铵通常不是肥料的唯一成分，而肥料包含多种植物营养物(例如，氮、磷、钾或硫)的组合。因此，为了生产营养成分均衡的肥料混合物，在使用中常常将硫酸铵与颗粒体状肥料混合。

然而，结晶硫酸铵具有一些缺点，这些缺点使得其并入到颗粒体状肥料混合物中更困难。首先，在结晶中形成的硫酸铵粒子相对小，其次，由于磨损和粉尘形成，粒子在其尺寸方面常常变化很大。这些特性使得难以生产物理上均匀的具有硫酸铵的肥料混合物。然而，在肥料混合物的分布中，各成分的均匀混合和粒度分布是必要的。此外，过宽的粒度分布还可以导致在肥料混合物的均匀排出中的机械问题。

由于这些原因，越来越频繁地使用颗粒体状肥料或肥料混合物，此外，其可以在使用前仅通过混合各成分立刻提供。颗粒体状硫酸铵理想地为球形的，并且各颗粒体粒子的直径为例如2mm至4mm。该尺寸是基于尿素颗粒体，其为全世界最普遍的肥料。

对于颗粒体状硫酸铵的生产，在现有技术中已知多种方法。

US 4 589 904描述了在具有下游干燥器的转鼓造粒中的硫酸铵造粒，其中在预中和器中生产溶液。

US 2012/0231277涉及通过流化床或喷射床造粒生产组合颗粒体。为了这个目的，用含硫酸铵的溶液喷射已预先单独生产的造粒核，然后干燥。

硫酸铵造粒中的问题是粉尘的形成，由此得知了直径小于0.5mm的粒子。粉尘的形成主要是由于三个来源。首先，使待造粒的材料雾化的喷嘴在各个情况下产生具有一定直径分布的液滴，其中一些最细的液滴在它们撞击硫酸铵粒子之前固化，使得由此形成的粉尘与废气一起再次离开造粒机。此外，由于粒子的运动和碰撞，颗粒体的磨损可被认为是粉尘来源，特别是在流化床中，其中所产生的粉尘的量很大程度上取决于颗粒体的机械特性。最后，可提及的第三个来源是由粉碎过大的颗粒体粒子形成的粉尘，在现有技术的工艺和设备中，这些粉尘通常被直接转移回造粒机中。

由于此原因，常常使用旨在减少这种粉尘形成的造粒添加剂。这些添加剂的添加导致了颗粒体粒子(特别是其表面)保持塑性，使得作为其旋转运动和碰撞的结果，获得了具有光滑表面和良好机械稳定性的主要为圆形的粒子。因此，所得的颗粒体具有高的抗压强度和冲击强度，由于磨损而导致粉尘形成的倾向低，此外，即使在相对长时间储存的情况下，趋于团块形成的倾向仅很小。然而，相应的造粒添加剂不仅用于流化床造粒，而且用于其他工艺，例如，例如喷雾结晶或转鼓造粒。

为了避免或减少粉尘形成，现有技术中已描述了多种方法。Wang等(Particuology 11(2013),483-489)描述了在待造粒的硫酸铵溶液中使用碳酸钙或二氧化硅作为添加剂，其中为了获得令人满意的造粒结果，必须以相对大的量使用各添加剂。由于这两种添加剂几乎不溶于水并形成悬浮体，故它们仅可用作微粒或纳米粒子，这转而在其采购中是相当大的成本因素。其次，过粗的粒子会损坏泵和阻塞喷嘴。

然而，用于硫酸铵造粒的方法和装置并不是在所有方面均令人满意，需要改进的方法和装置。

本发明的一个目的是提供用于硫酸铵造粒的改善的方法和装置。

该目的通过权利要求书和说明书的主题来实现。

已经出人意料地发现，使用高度水溶性的硫酸铝作为添加剂，可以在相当少的粉尘形成的情况下将硫酸铵造粒。同时，即使在较少使用该添加剂的情况下，粒子硬度(抗压强度)也显著提高。因此，在硫酸铵的造粒中可以实现根据本说明书的较高的产品分数，其结果是，该方法可以较现有技术中描述的更加成本有效地进行。

本发明的第一方面涉及用于生产包含硫酸铵的颗粒体的方法，其中所述方法包括以下步骤：

(a)提供包含硫酸铵和硫酸铝的组合物；以及

(b)将组合物造粒。