Der Prozess der Wirbelschicht-Sprühgranulation vereint die Schritte der Feststoffbildung und Produktformulierung in einem Apparat und wird verwendet um granulare Produkte aus Lösungen, Suspensionen oder Schmelzen herzustellen.

Für die Herstellung des wichtigsten Stickstoffdüngers weltweit, wird über eine Zweistoffdüse eine hochkonzentrierte wässrige Harnstofflösung in eine Wirbelschicht, bestehend aus Harnstoffpartikeln, eingedüst. Die Flüssigkeit wird zerstäubt und die kleinen Tropfen werden an den Partikeln in der Wirbelschicht abgeschieden. Die Tropfen bilden einen Film und kristallisieren aufgrund der kühlen umgebenden Fluidisationsluft.

Während des Fluges des Tropfens verdampft ein Teil des Wassers in Abhängigkeit der Luftfeuchte und der Betriebstemperatur. Da nicht alles Wasser bis zur Tropfenabscheidung verdampft, befindet sich im gebildeten Feststofffilm Wasser. Aus Sicht des Prozesses muss eine schnelle Trocknung des Granulats erfolgen, um die Produktspezifikation erfüllen zu können. Hierbei stellt sich die Frage, wie schnell die Trocknung des Granulats erfolgen kann und inwiefern dies von der Wirbelbetthöhe abhängt.

In dieser Masterarbeit soll daher die Verdampfung des Wassers während des Tropfenflugs und die anschließende Trocknung des Granulats modelliert werden. Dafür stehen verschiedene Tools, wie z.B. ANSYS Fluent oder MATLAB zur Verfügung.

Für Rückfragen und mehr Informationen: philipp.lau@kit.edu