202971. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 5 százaléknál kisebb nedvességtartalmú ammónium-nitrát ömledék biztonságos utószárítására
1 HU 202971 B 2 A találmány tárgya eljárás 5 t%-nál kisebb nedvességtartamú ammónium-nitrát ömledék biztonságos utószárítására. Ismeretes, hogy az ammónium-nitrát a jelenleg használatos gyártási folyamatokban általában 0,5-2,0 t% közötti nedvességtartalmú ömledék - végtermék - alakjában jelenik meg. A használatos gyártási eljárásokat pl. a Honti, G. D: The nitrogen industry, Akadémia Kiadó, Bp. 1976. c. könyv 2.3. fejezete (440- -508 old.) és az Ullmans Enciklopädie der Technischen Chemie, 4. kiadás, Verlag Chemie, Weinheim/Bergstr. 1973. c. könyv 7. kötet (514-529 old.) ismerteti. Kisebb nedvességtartalmú alakjában az ammónium-nitrát lassabban veszi fel a vizet, mint nagyobb nedvességtartalmú alakjában, ennek következtében állás közben kevésbé hajlamos a folyósodásra, összetapadásra, amely körülmény a felhasználását jelentősen megkönnyíti és elősegíti. (Az összetapadás miatt egy tömeggé összeállt ammónium-nitrát szétverése, aprítása ugyanis robbanásveszéllyel jár és elkerülendő.) Célszerű ezért a végterméket 0,5 t% nedvességtartalom alá utószáritani. Az ammónium-nitrát ömledék utószáritása - az utolsó fél százalék nedvességtartalom eltávolítása azonban a robbanásveszély miatt igen kényes művelet. Az utószárítás során az ömledéket fel kell melegíteni, 110 °C feletti hőmérsékleten megindul az ammónium-nitrát bomlása salétromsavra és ammóniára. Ez az .első' bomlási folyamat 185 °C hőmérsékletig endoterm hőszinezetü, így ebben a hőmérséklet-tartományban a kismértékben fellépő bomlás nem jár robbanásveszéllyel. A hőmérsékletet 185 °C fölé növelve a bomlás során dinitrogén-oxid és víz keletkezhet és ez a második bomlás már exoterm hószínezetű. Az utószáritás során tehát a 185 °C hőmérsékletet meghaladva .robbanásveszély jelentkezik. Robbanás általában nem következik be, ugyanis a kétféle bomlás párhuzamosan megy végbe és általában a második bomlás által termelt hót az első bomlás felhasználja. A robbanásveszély azonban fellép, amikor a második, exoterm bomlás által termelt hő több, mint az első endoterm bomlás által fogyasztott hő. A hőmérsékletnek lényegesen 185 °C fölé emelésével ebben az irányban halad a rendszer. A második bomlást elősegíti pl. katalizáló hatású fémek, kloridok vagy szerves anyagok jelenléte, A második bomlás által termelt hó valamilyen körülmény folytán helyileg is feleslegben termelődhet, ez is robbanásveszélyes. Ilyen körülmény lehet pl. az, hogy a höközló közeg jelentősen 185 °C feletti hőmérsékletű (akár falon keresztüli akár közvetlen hőközlés esetében), vagy mechanikus keverés esetén a súrlódás túlmelegedési idéz elő. Az utószáritás hőmérsékletének további növelésével 230 °C felett a bomlás jelentősen meggyorsul illetőleg másfajta bomlási reakciók is fellépnek és a bomlást fellobbanások kísérik, ami jelzi a robbanásveszély növeke-' dését. Az utószáritást tehát feltétlenül 230 °C alatti hőmérsékleten végzik. Az 1 t% víztartalmú ammónium-nitrát ömledék felett a víz gőznyomása kb. 270- -280 °C hőmérsékleten éri el az atmoszferikus nyomást, tehát amennyiben 230 °C alatti hőmérsékleten kell utószáritani meleg levegő áramos nedvességeltávolitást vagy csökkentett nyomást alkalmaznak. Ez utóbbi esetben pl. 0,3 t% nedvességtartalomig szárításhoz 210 °C-on 0,2'105 Pa, 185 °C-on, 0,1105 Pa alatti nyomáson kell az utószáritást végezni. Mind a meleg levegő* áramos, mind a csökkentett nyomáson történő nedvesség eltávolításénál előnyös lehet a keverés alkalmazása. Ismeretesek a mechanikus keverés szárítók. Ilyen szárítót ismertet pl. a 184 671 1. sz.-ú magyar szabadalmi leírás. Ebben a szárítóban a mechanikus keverő okozta súrlódás következtében vagy a holt terekben helyi hőmérséklet-növekedés léphet fel, ami robbanásveszélyt idézhet elő. Emiatt az ammónium- nitrát szárításánál és utószáritásánál ilyen keveréket nem alkalmaznak. E keverő típus alkalmazása amúgy is jelentős mechanikus energia szükséglettel, jelentős beruházási és üzemelési költséggel jár. Ismeretes a statikus keverés is, melynek egy fajtájánál jelentős a radiális irányú áramlás és keverés. Ilyen eljárást ismertet a DE 1557/18 1. sz.-ú német szövetségi köztársasági és a 179 046 1. sz.-ú magyar szabadalmi leírás. Mindkét eljárás, a csavart vonalú illetve váltakozva gyorsított és lassított áramoltatással intenzív, turbulens anyagáramot valósit meg jelentős radiális irányú áramlással, amely sugárirányban kiegyenlíti pl. a hőmérséklet-különbségeket. Az ismeretes utószárítási eljárások flasheléses vagy esőfilmes szárítást végeznek, meleg levegő áramban. Ezek az eljárások az ömledék termikus bomlásának a megakadályozása céljából ammónia felesleggel dolgoznak és az utószáritóban a tartózkodási idő csak néhány másodperc. Flasheléses szárítás pl. a 730 380/ vagy a 705 853 1. sz. francia szabadalmi leírás szerinti eljárás, amely 0,ISOPTO5 Pa csökkentett nyomással dolgozik. Meleg levegős utószárítást végez a 2 568 901 1. sz.-ú egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárás, amely 0,2 t% nedvességtartalomig utószárít 205 °C hőmérsékleti levegővel atmoszferikus nyomáson. Esőfilmes, meleg levegős, csökk&ntett nyomáson végbemenő utószáritást ismertet a 2 884 999 1. sz.-ú egyesült államokbeli szabadalmi leírás. Hasonló módon esófilmes szárítást alkalmaz az 1CI eljárása. Az atmoszferikus nyomású, meleg levegő árammal történő szárítás 185-190 °C hőmérsékletű, min. 0,5 t% nedvességtartalmú ömledéket eredményez. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50. 55 60 65 3
