Wirbelschicht-Sprühgranulation

  • Forschungsthema:Experimentelle Untersuchung zum Abriebsverhalten von Harnstoffgranulaten in einer Wirbelschicht
  • Typ:Studienarbeit
  • Datum:abgeschlossen: 09/2015
  • Betreuung:Lau
  • Bearbeitung:Jens-Peter Schmitt
  • Granulate werden aufgrund ihrer Produkteigenschaften in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen eingesetzt, wie zum Beispiel als Waschmittel, Düngemittel oder Tierfutter. Körnige Produkte sind im Vergleich zu pulvrigen Feststoffen, staubfrei, leicht dosierbar und weisen ein besseres Fließverhalten auf. Diese Produkteigenschaften sind für eine gute Handhabbarkeit und für einen sicheren Umgang mit bestimmten Materialien notwendig.

    Für die Herstellung des wichtigsten Stickstoffdüngers weltweit wird die Wirbelschicht-Sprühgranulation im großtechnischen Maßstab verwendet. In diesem Prozess, der die Feststoffbildung mit der Feststoffformulierung vereint, können Suspensionen, Lösungen oder Schmelzen in Feststoffpartikel umgewandelt werden. Tropfen werden dafür über Zweistoffdüsen in eine Wirbelschicht eingebracht. Die Tröpfchen benetzen die Oberfläche der in der Wirbelschicht vorhandenen Partikel und das Lösungsmittel verdunstet bzw. die Schmelze erstarrt aufgrund der heißen bzw. kalten Fluidisationsluft.

    Neben den in diesem Prozess stattfindenden Wachstumsmechanismen (Tropfenabscheidung, Staubeinbindung) lässt sich ebenfalls ein starkes negatives Wachstum durch Abrieb der Granulate beobachten. Daher soll in dieser Arbeit das Abriebsverhalten von Harnstoffgranulaten charakterisiert werden. Da dies nicht nur von den Stoffeigenschaften abhängt, soll in dieser Arbeit der Einfluss unterschiedlicher Betriebsparameter, wie Partikelgröße, Fluidisationsluftgeschwindigkeit, verfügbare Wandfläche und Partikelmasse auf den Abrieb untersucht werden. Die Ergebnisse können als zeitliche Änderung der Partikelgröße und –masse in Abhängigkeit von Prozessparametern dargestellt werden.