Gängige Düngemittelgranulatoren umfassen Doppelwalzen- und Flachdüsen- (Ring-) Extrusionsgranulatoren. Bei der Verarbeitung von Mehrnährstoffdüngern können diese Granulatoren den Stickstoffgehalt bedarfsgerecht erhöhen. Einige verwenden Harnstoff als Stickstoffquelle, der jedoch leicht Luftfeuchtigkeit aufnimmt und zum Verklumpen der Düngemittelpartikel führen kann. Daher gelten Doppelwalzen-Extrusionsgranulatoren als Trockenpulvergranulatoren, die sich besonders für die Verarbeitung von Rohstoffen mit einem Feuchtigkeitsgehalt von unter 10 % eignen. Bei feuchten Materialien ist eine geeignete Anti-Verhärtungs-Technologie erforderlich. Auch bei der Lagerung von feuchten Düngemittelgranulaten aus Mehrnährstoffdüngern muss eine Verhärtung vermieden werden.
Das Funktionsprinzip und der Wasserbedarf der Extrusionsgranulation von Mehrnährstoffdüngern
Das Funktionsprinzip des Extrusionsgranulators basiert hauptsächlich auf der Verarbeitung von Trockenpulver als Rohmaterial. Beim Pressen des spröden Materials werden Teile der Partikel zerkleinert, und das feine Pulver füllt die Zwischenräume. Können die freien chemischen Bindungen auf der neu entstandenen Oberfläche nicht schnell genug mit Atomen oder Molekülen aus der Umgebungsluft gesättigt werden, kommen die Oberflächen miteinander in Kontakt und bilden starke Rekombinationsbindungen. Bei der Walzenextrusion weist die Walzenhaut eine kugelförmige Gegenrille auf, die das Material in eine Kugelform extrudiert. Die durch die Flachdüse (Ringdüse) extrudierten Partikel sind säulenförmig.Für die Extrusionsgranulation ist ein relativ niedriger Feuchtigkeitsgehalt erforderlich. Bei zu hoher Feuchtigkeit muss der Verarbeitungsprozess um ein Trocknungssystem ergänzt werden.
Lösung für die negativen Auswirkungen der Feuchtigkeitsaufnahme der Stickstoffquelle im Granulierprozess von Mehrnährstoffdüngern
Der Hauptgrund für die Verdichtung bei der Granulierung von Mehrnährstoffdüngern liegt im hohen Wassergehalt, der durch die Wasseraufnahme des Stickstofflieferanten Harnstoff entsteht. Mechanistisch betrachtet, erhöhen sich die Initiierung und Geschwindigkeit der Selbstentzündung von Mehrnährstoffdüngern nicht mit steigendem Gehalt an Ammoniumnitrat und Kaliumchlorid. Beispielsweise entzündet sich eine Mischung aus 80 % Ammoniumnitrat und 20 % Kaliumchlorid nicht, enthält sie jedoch 30 % Kieselgur, 55 % Ammoniumnitrat und 15 % Kaliumchlorid, entzündet sich hingegen stärker.
Mehrnährstoffdüngerpartikel mit Harnstoff als Stickstoffquelle weisen eine hohe Hygroskopizität und einen niedrigen Erweichungspunkt auf; bei hohen Temperaturen bilden sich leicht Biuret und Addukte; bei hohen Temperaturen wird Harnstoff hydrolysiert, was zu Ammoniakverlusten führt.
Dies ist notwendig, um den hohen Wassergehalt zu beheben, der durch die Wasseraufnahme der Stickstoffquelle verursacht wird. Reduzierung der Stickstoffquelle: Bei Vorhandensein von Calciumsuperphosphat wird wasserlöslicher Phosphor abgebaut. Bei der Herstellung von Harnstoff-Calciumsuperphosphat-Mehrnährstoffdüngern muss das Superphosphat vorbehandelt werden, beispielsweise durch Ammonisierung, um Addukte zu eliminieren. Alternativ kann Calcium-Magnesium-Phosphor zugesetzt werden, um die freie Säure des Superphosphats zu neutralisieren und das freie Wasser in Kristallwasser umzuwandeln, wodurch die Produktqualität verbessert wird. Eine weitere Möglichkeit ist die Zugabe von Ammoniumsulfat, um die Feuchtigkeit des Endprodukts zu reduzieren und dessen Härte zu erhöhen. Bei Vorhandensein von Chlor bildet Harnstoff mit Chlor bei der Umwandlung von Ammonium ein Addukt, was die Kristallisation verstärkt und beim Wiedererwärmen des Düngers während der Lagerung zu Agglomeration des Endprodukts führen kann. Daher sollte bei Mehrnährstoffdüngern mit Harnstoff als Stickstoffquelle dem Trocknungs- und Kühlprozess besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden..Beispielsweise sollte die Trocknungstemperatur nicht zu hoch sein, die Trocknungszeit nicht zu lang, der in der Qualitätsnorm festgelegte Feuchtigkeitsgehalt muss eingehalten werden, das Schmelzen während des Produktionsprozesses sollte vermieden werden und es sollte während der Lagerung nicht zu Verklumpungen kommen.
Die oben genannten Gründe führen zu hoher Feuchtigkeit im Granulierprozess von Mehrnährstoffgranulatoren und damit zu Verdichtung. Die wichtigste Methode zur Vermeidung von Verdichtung ist der Einsatz eines Trocknungssystems. Vorbehandlung des Materials, Zugabe von Nährstoffen und weitere Verfahren gewährleisten die schonende Verarbeitung und die Erhaltung der Mehrnährstoffgranulate.
Veröffentlichungsdatum: 10. Dezember 2022
