JPH0253394B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、特に燐酸アンモニウムを含有する顆
粒状のNP／NPK肥料のよう固体粒状物の形態に
ある製品の製造方法に関する。 液状一次物質から出発して、肥料を顆粒化する
方法に関しては既に数多の文献があり、古くから
知らられている。或る単純な方法によれば、例え
ばフランス国特許第1100817号および第1351668号
各明細書に開示されているように、顆粒化及び乾
燥はただ１つの単一操作で行なわれている。しか
しながらこの種の製造には次のような或る種の欠
点がある。例えば、混合物の水分含量が高いこ
と、製造容量に限界があること、或る成分配合を
実現するのが不可能であること、湿潤した固体相
で補充アンモニアを噴射するのが不可能であるこ
と等である。 また、同一の顆粒化サイクル内に連続して設け
られたミキサ（または顆粒化機）及び乾燥器内で
別々に２つの操作を行なつて顆粒化する方法に関
する提案もある。 しかしながら従来の顆粒化設備の造粒機内に液
体形態（溶融した塊、肥料物質の水性懸濁溶液）
の一次物質を大きな割合で装入する場合には、造
粒機内に収容されている材料の水分含量及び温度
を効果的な顆粒化に匹敵するレベルまで減少する
目的で造粒機内で相当大きな量の被乾燥物質を再
循環する必要がある。この場合必要とされる再循
環は一般に最終生成物の生産量の５〜12倍の間に
ある。 フランス国特許第1389361号明細書には液体肥
料物質の一部特に燐酸モノアンモニウム及び燐酸
ジアンモニウムの混合物を乾燥器内で粉末化する
ことにより上記のような欠点を回避することが提
案されている。このようにした場合には被乾燥物
質の所要の再循環は生産量の少くとも５倍に減少
される。 しかしながら原理的には優れているこの方法
も、アンモニアにより燐酸を中和するために、例
えば一つ又は二つの撹拌容器を有する設備を必要
とする。反応熱によつて発生される水蒸気は混合
物から分離されて適当な手段で排気される。また
圧力下で混合物を乾燥器に送るためのポンプ、粒
状混合物の流量計及び粒状混合物を乾燥器内に装
入するための微粉砕機が必要とされる。 ポンプ送り及び微粉砕を可能にするためには混
合物は充分に流動性でなければならず、このため
には水分含量が、燐酸モノアンモニウム及び燐酸
ジアンモニウムの混合物内のＮ／Ｐ原子比に従い
12％と20％の間にあることが要求される。 この原子比が例えばフランス国特許第1389361
号明細書に示されているように1.6である場合に
は中和時及び乾燥時のアンモニア損失が大きくな
り、装入アンモニアの10ないし20％台となること
が知られている。この損失分は例えば燐酸を用い
て適当なガス洗浄装置で回収することができる
が、しかしながらこの洗浄装置内で循環する液体
は充分に流動性を維持するためには、回収される
アンモニアの量に比例する相当大きな量の水を装
入することが必要とされる。このために乾燥器の
寸法ならびに熱費用は増大する。 肥料の製造においてはまた硫酸又は燐酸とアン
モニアとの間の接触を実現し、かつサイクロン内
で造られる混合物から発生する水蒸気を分離する
ために管状反応器を用いることも知られており、
例えば米国特許第755176号明細書又は米国特許第
3310371号明細書に記載されているとおりである。
しかしながらサイクロン型の分離器には運転を困
難にする詰りが生じ易いという欠点がある。 また米国特許第3954942号明細書に記述されて
いるように、予め水蒸気を分離することなく、造
粒機内に直接開口する酸中和用の管状反応器を用
いて燐酸アンモニウム及び硫酸アンモニウムを基
にした肥料を製造することも提案されている。こ
の方法は燐酸アンモニウム及び硫酸アンモニウム
のように比較的溶解性の小さい塩の場合には恐ら
くは有利であろう。しかしながら、過度の循環率
を避けるためには上に引用した特許明細書の実施
例にも記述されているように、固体の燐酸アンモ
ニウムの一部又は固体過燐酸肥料の形態にある
P₂O₅の一部を装入する必要がしばしばある。溶
液の形態で造粒機内に装入される硝酸アンモニウ
ム又は尿素のような熱に対して非常に溶解性のあ
る物質を肥料内に含める場合には、生成物の層上
に直接、酸の中和熱によつて発生される水蒸気を
噴射することによつて造粒機内に収容されている
生成物の温度及び湿度が著るしく上昇し、そのた
めに一般には、製造される組成物及び用いられる
一次物質の含水量に従つて一般には製造毎に６回
ないし10回の大きな再循環を維持しなければなら
なくなる。 本発明は上記のような欠点を除去することを可
能にするものである。本発明の目的は、アンモニ
アによる燐酸の中和、発生する水蒸気の分離及び
排出用の室、泥状物用のポンプ、泥状物の流量計
並びに乾燥器の入口に設けられる泥状物の微粉砕
機を省略して、設備を著るしく簡略化することに
ある。 本発明の他の目的は、全体として液体形態にあ
る窒素化合物及び燐酸塩の原料から出発して、製
造毎に２回〜５回以内という従来の方法と比較し
て非常に小さい回数の被乾燥物質の再循環率で硝
酸アンモニウム又は尿素を含有する粒状NP又は
NPK肥料を製造することにある。 本発明のさらに他の目的は、非常に濃縮された
泥状物、即ち１〜８％の水しか含まない溶解物を
乾燥器内で粉砕することを可能にし、もつて乾燥
器の寸法を減少し、熱量的な面での費用を軽減若
しくは零にまで減少することにある。 本発明のさらに他の目的は、ガス洗浄系統内で
回収すべきアンモニアの損失を減少し、それによ
り器材を単純化すると共に熱量面での経済化を図
ることにある。 本発明の他の目的は、現在知られている寸法よ
りも非常に少ない再循環で、粒状燐酸ジアンモニ
ウムの製造を可能にすることである。 本発明によれば、混合帯域内に再循環される乾
燥生成物並びに液体物質及び固体物質を装入し、
生じた混合物を熱ガス流れが全域に流れる乾燥帯
域内を通し、画定された細長い反応帯域内に酸性
液体及びアンモニア性流体を同時に装入し、それ
により泥状物と水蒸気からなる反応性混合物の噴
射流を形成する段階を有する、特に、燐酸アンモ
ニウムを含有するNP／NPK肥料のような固体粒
状物の形態にある生成物の連続的製造方法におい
て、前記の画定された細長い反応帯域を泥状物と
水蒸気の反応性混合物が上記混合帯域から来る湿
潤固体生成物上に噴射されてその結果生ずる生成
物を同時に乾燥するような仕方で乾燥帯域内に直
接開口させ、そして得られた乾燥生成物を該乾燥
帯域の出口で収集することを特徴とする方法が提
案される。 本発明の方法においては、水蒸気は泥状物と同
時に乾燥帯域内に送られる。これに対して、従来
のいろいろな実施態様においては、酸とアンモニ
アとの間の反応によつて生じた水蒸気は常に泥状
物が固体物質に混合されて乾燥帯域に達する前に
該泥状物から分離されており、しかもこの分離は
管状反応器の出口に設けられた中和槽内で行なわ
れるか、或いは造粒機自体内で行なわれていたの
である。 従来技術の示唆するところとは反対に、本発明
による方法によれば乾燥帯域内に泥状物と同時
に、反応によつて発生した水蒸気を供給しても乾
燥効率は全く阻害されることはない。 混合帯域は、例えばミキサ、傾斜した回転板、
回転ドラムその他の混合装置のような周知の手段
によつて実現することができる。この混合帯域に
は再循環される固体生成物、例えば過燐酸のカリ
ウム塩のような固体一次物質並びに燐酸アンモニ
ウムの泥状物、硝酸アンモニウム又は尿素の濃縮
溶液のような液体物質が連続的に導入される。従
来より慣用の方法においては、顆粒化は本質的に
この混合装置によつて達成され、この理由からこ
の装置は「造粒機」と称されている。現在の慣行
によれば、過燐酸塩の酸性度を中和したり、或い
はまた燐酸アンモニウムのＮ／Ｐ原子比を大きく
する目的で、移動中の湿潤した固体塊の内部にア
ンモニアが噴射されている。このような生成物の
層の下にアンモニアの注入装置を備えている造粒
装置は一般に「アンモニア化−造粒機」と呼ばれ
ている。 以下の説明においては、選定した操作条件下で
得られる顆粒化及び（又は）アンモニア化の程度
の如何に拘わらず、混合帯域を具現する装置を
「造粒機」と称することにする。 乾燥帯域は、混合機から来る湿潤した固体生成
物を持ち上げて有効スペース内に爾状に分散する
ための羽根を内部に備えている回転乾燥機を用い
て実現するのが好ましい。 装置内には、好ましくは生成物と同じ方向に循
環する高温ガス流を全域に及ぶように流す。 画定された細長い反応帯域は、本明細書でも採
用され、しかも一般に呼称されている「管状反応
器」と称する装置によつて構成される。この反応
器は、反応体を受けるための管状部材を一端に備
えている単純な中空のシリンダとすることができ
る。このシリンダ又は管には、例えばスクリユ
ー、そらせ板、屈曲部、曲折部材、くびれ部、拡
大部、ベンチユリ要素のような流体の流れを撹乱
することができる要素を備えることが可能であ
る。好ましい実施例においては、燐酸モノアンモ
ニウムの状態まで燐酸を中和した場合にアンモニ
アの固定収率が99％以上となるように装置の寸法
および形態を決定することが可能である。 管状反応器の出口ノズルは有利には乾燥器ドラ
ムの入口に又は入口附近に且つその軸に比較的近
い軸に設けられる。この場合には、装置は、反応
生成物の噴射流が乾燥器の内壁とできるだけ遠く
でぶつかるように方向が定められる。この噴射流
と乾燥器ドラムの軸との初期角度は、出口ノズル
がこの角度に近いほど小さくなる。 本発明の範囲から出ることなく、上記の位置に
複数の管状反応器を並べて設置することができ
る。同様に、管状反応器に複数の出口ノズルを設
けることができる。一般的には管状反応器を乾燥
器の入口に設置するのが好ましいが、乾燥器の出
口附近の他端に設置した管状反応器を用い、そし
て乾燥器の上流に向けて反応生成物を噴射させて
実施することも可能である。 管状反応器に導入されるアンモニア性流体は、
一般に、液状又はガス状の無水アンモニアであ
る。 また、これは、場合により硝酸アンモニウム又
は尿素を含有するアンモニア水溶液であつてもよ
い。 管状反応器に導入される酸性液体は、一般に、
約30〜54％のP₂O₅濃度を有する湿式法燐酸又は
燐酸を含有する酸性泥状物である。また、硝酸や
燐酸を同時に導入することもできる。 これらの酸とアンモニアとの間の反応は、液体
を沸騰させるような強い熱の発生を伴なう。 しかして、管状反応器の出口では水蒸気とアン
モニウム塩泥状物とに富む噴射流が得られ、これ
が乾燥器の内部に進入する。泥状物は、羽根から
落下する固体粒子の雨に向つて及び乾燥器の底部
を転がる生成物に向つて噴霧状で噴射される。こ
のようにして造粒機から来る粒子の表面に付着し
た泥状物の大部分は、造粒機の出口におけるより
も少し大きい平均粒径の良く調節された粒子を生
成させる。しかしながら、例えば49％P₂O₅程度
の十分な濃度を持つ燐酸を使用するときには、乾
燥器内に噴射された小滴の部分が液体状態のまま
である間はそれらは固体生成物による衝撃を受け
ないことがわかつた。これらの小滴は飛行中に固
化し、一般に0.1〜0.5mmの直径の微小球状体を与
える。これらは、造粒機に再循環される乾燥生成
物中にそつくり見出され、これらは空気流中に連
行され、サイクロンの底部で収集されるか、或い
は篩別により最終生成物と分離される。 上記のように、造粒機から来る粒子に付着しな
いで微小球状体に固化する泥状物の割合は、乾燥
器の羽根の構造、噴射流の方向などによつて変
る。一般には、その割合は、管状反応器から出る
泥状物の流量の20〜40％の間である。この意外な
結果は、以下でわかるように、最終生成物中に高
いＮ／Ｐ原子比を得る際に有利に利用される。 説明してきたこのような方法においては、反応
によつて発生した水蒸気は泥状物と同時に乾燥器
に入る。その存在は乾燥効率を何ら害さないので
ある。 これに対して、管状反応器から120〜160℃に過
熱されて出るこの水蒸気は乾燥器から排気された
乾燥用空気に熱量を譲つて85〜105℃になり、そ
して乾燥に必要な熱をもたらすのに帰与し、これ
が熱の消費を減少させることは明らかである。 管状反応器の利点の一つは、それが、適当な濃
度の酸の使用により、膨張後に少ない水分、例え
ば８％以下で且つまた２％より低い水分を有する
泥状物の取得を可能にするということである。そ
して、造粒機に非常に濃厚な溶液又は融解物質、
例えば94％以上の硝酸アンモニウム溶液又は尿素
が同時に導入されるならば、反応及び結晶化によ
り発生する熱は、乾燥器に入る生成物の高い温度
を考慮に入れると、乾燥器に入る空気を加熱しな
くとも、水を蒸発させるのに十分であり得るので
ある。これはまた乾燥器や予備冷却器でも機能す
る。このように、本発明に従う方法は、再循環を
減少させ且つ反応熱を完全に利用することによつ
て相当なエネルギー面の経済性を改善させるのを
可能にしている。 混合−造粒装置に導入される液体物質の量は、
乾燥器への飛行を避けるように固体を湿潤させ且
つ粉末を凝集させるのに少なくとも十分であるべ
きである。大抵の場合には、造粒機の出口から、
例えば所望の大きさの粒子を30〜50％含む一部顆
粒状の生成物を得るのが好ましい。 造粒機に導入すべき酸以外の液体−次物質の量
が所望の粒度を得るのに十分でないならば、簡単
な方法で改善できる。 この方法は、酸の流れを二分することからな
る。その一方は管状反応器に送られてから乾燥器
に供給される。他方は部分的に中和され、それよ
り生じた泥状物は造粒機に導入される。この中和
は、全く知られた装置、例えばタンクで又は造粒
機内に開口した第二の管状反応器によつて行なう
ことができる。 他方、造粒機に導入すべき酸以外の液体物質の
量が小さい再循環率を達成するにはあまりにも大
きすぎる場合には、この液体物質の一部を乾燥器
に噴霧することによつて修正することができる。 補助装置なしでこの操作を行なう簡単な方法
は、所望の割合の液体物質を噴霧化を確実に行な
う乾燥器の管状反応器に導入することからなる。
硝酸アンモニウム又は尿素の濃溶液の場合には、
これらの塩が熱い媒体や酸中で分解しないように
これらの導入を管状反応器の出口附近で行なうの
が好ましい。 工業的な実施にあたつては、一般には第一の別
法、即ち酸性流れの一部を造粒機に導く方法があ
る。酸の流れを二つの中和反応器の間で分けてそ
れぞれ造粒機及び乾燥器に供給することは、顆粒
化を調節するための非常に簡単で実用的且つ効率
的な方法となる。これにより最終生成物の生産量
の５倍以下、一般には３倍以下という少ない再循
環率でもつて実施するのが可能となる。経験によ
り、顆粒化は非常に安定であつて、同様に再循環
を大きく変える必要もなく造粒機と乾燥器との間
の流体の分割を広広い範囲内で変化させ得ること
が示された。 したがつて、本発明の方法は、調整の点で大き
な順応性を提供し、工場の容易な運転操作を可能
にさせる。 一般的には、酸の中和から生じる泥状物も含め
て、造粒機及び乾燥器に導入される液体物質の組
合せを考えた場合に、これらの二つの装置のそれ
ぞれに導入される液状物質の全量の割合は液体物
質の容量の10〜90％の間にある。 また、本発明の方法は、伝統的な方法と同様
に、最終生成物中に含まれる燐酸アンモニウム
Ｎ／Ｐ原子比を約1.0〜1.8の間の全ての値に随意
に調節すること、換言すれば、燐酸モノアンモニ
ウムと燐酸ジアンモニウムとの実質上全範囲の混
合物を製造するのを可能にさせる。造粒機に連通
する中和反応器及び乾燥器を連通する管状反応器
に導入されるアンモニアの量は、一般に、燐酸以
外の酸を完全に中和し且つ燐酸を0.8〜1.6、好ま
しくは1.0〜1.4のＮ／Ｐ比まで中和するように調
節される。また、アンモニアを造粒機内に生成物
の層の下になるように補充注入することによりこ
のＮ／Ｐ比を上昇させ、そして全ての場合に最終
生成物中に1.0又はそれよりも大きい比を得るの
が可能となる。 一般に乾燥器内に開口する管状反応器は1.0よ
りも大きい比で機能させることが好ましいが、ア
ンモニアの損失を抑制するためには1.4よりも小
さいことが好ましい。それにもかかわらず、慣用
の方法におけるよりも高い、例えば1.5〜1.8の間
のＮ／Ｐ比を最終生成物で得ることができる。 この結果、乾燥器に入る湿潤固体生成物中に
1.6〜2.0のＮ／Ｐ比を得るのに十分な量のアンモ
ニアが造粒機に注入される。Ｎ／Ｐ比が1.0〜1.4
の泥状物を乾燥器に噴霧することにより乾燥器か
ら出る生成物中の平均原子比が低下するが、この
効果は最終生成物をなす所望の大きさの生成物部
分においてはそれほど顕著ではない。なぜなら
ば、示したように、管状反応器により噴射される
泥状物の一部分が非常に小さい球状体の形で飛行
中に結晶化し、これらはサイクロンの底部に又は
篩別により顆粒状最終生成物から分離された微小
物中に存在することになるからである。 燐酸モノアンモニウムから本質上なるこれらの
微小粒子は、造粒機に全部再循環される。この場
合に、それらの分割された状態及び大きな表面
は、造粒機に注入されるアンモニアを燐酸ジアン
モニウムに変換させるまで吸収させるのに非常に
好ましい。 他方、乾燥器内のアンモニアの損失は従来技術
の方法におけるよりも非常に少ないが、この原因
は、生成物の各粒子が、その粒子の中心に含まれ
る燐酸ジアンモニウムから乾燥時に生じるアンモ
ニアを保持するところのりん酸モノアンモニウム
に富む薄膜で包まれていることにある。 上記の二つの理由によつて、所定の最終生成物
中のＮ／Ｐ比は、混合物の調節を適用し且つ燐酸
ジアンモニウムを含む生成物の乾燥時に通常認め
られるアンモニアの損失を考慮することによつて
期待されるよりも上昇する。 なお、造粒機に再循環される各粒子を包んでい
る燐酸モノアンモニウムに富む薄膜がこの造粒機
内においてアンモニアを吸収するのに非常に好ま
しい分割され且つ多孔質の物理的状態にあること
に注目されたい。 乾燥器の管状反応器によつて粒子状に付着され
た燐酸モノアンモニウムの表面層のこの非常に有
益な性質は、従来技術に対して本発明の方法の顕
著な利点となる。 燐酸ジアンモニウムを含有する肥料を製造する
ときは、造粒機、乾燥器、そして場合によつては
造粒機に連通する中和タンクから発生するアンモ
ニアを回収することが不可欠である。この結果、
これらの装置の抽出ガスは、硫酸、硝酸又は燐酸
の補給により酸性に維持した水溶液と接触させる
ことにより洗浄される。 この洗浄は、サイクロンに送られる粉末も同時
に捕捉する。これにより肥料塩に富む溶液が得ら
れるが、これは製造に再循環すべきである。この
液体流出物は造粒機に又は中和反応器に導入する
ことができる。乾燥器内に開口する管状反応器に
これを導入すると、アンモニアの固定を助ける追
加量の水がもたらされる。 Ｎ／Ｐ原子比が一般に1.81〜1.85であ市販の燐
酸ジアンモニウムを製造するときは、有利には混
合機に製造ごとに約３回に等しい量の再循環され
た乾燥生成物を導入し、特にアンモニアが液状又
はガス状であるかに応じて一般に42〜50％の
P₂O₅濃度の燐酸を使用し、燐酸の流れをほぼ等
しい二つの部分に分け、この二つの部分を二つの
管状反応器でＮ／Ｐ原子比が1.2〜1.5となるまで
中和してそれぞれを造粒機と乾燥器に送り出し、
アンモニアを造粒機内の生成物の層の下に注入し
て造粒機から出る生成物内にＮ／Ｐ原子比＝1.9
〜２を得ることができる。 本発明の方法は、伝統的な概念の粒状肥料を製
造する慣用の装置に容易に適用することができ
る。 このためには、簡単で且つ安価な装置であると
ころの、乾燥器内に開口した中和用管状反応器を
設ければ十分である。これにより、再循環の相当
な減少並びに熱量消費のかなりの経済性がはから
れ、ある場合には消費は完全になくなる。 これらの二つの効果が結びつくため、生産性
は、上記の新規なプロセス流れに添附の図面に示
した装置、特に固体及び液体原料の供給、冷却並
びに最終生成物の排気を適用するならば、一般に
50％以上も増大させることができる。 また、乾燥器の管状反応器に酸又は酸の混合物
を導入する代りに、酸性泥状物、例えば天然の燐
酸塩に燐酸、硝酸及び硫酸のうちの少なくとも１
種を含む酸性液体の過剰量を作用させることによ
つて得られる泥状物を導入することもできる。例
えば、NP／NPK肥料のある種の製造方法におい
ては、天然の燐酸塩に硝酸を作用させ、生じた硝
酸カルシウムを結晶化により分離し、得られた酸
性泥状物を一連の撹拌タンクでアンモニアにより
中和し、そして一般的にはこの最終生成物を造粒
前に少なくとも６％の水分となるまで濃縮させる
ことからなる。本発明の方法においては、濃縮工
程は省かれ、そして中和工程はそれぞれ造粒機及
び乾燥器内に出ている二つの管状反応器によつて
行なわれる。酸性泥状物はこれらの二つの管状反
応器の間で顆粒化をできるだけ調節するように分
割される。しかして、泥状物の高い水分にもかか
わらず、生産量の５倍以下の乾燥物質の再循環率
でもつて首尾よく操作される。 明らかなように、上記のような本発明の多くの
変更が本発明の範囲から出ることなく実施でき
る。 本発明の方法は、非常に広範囲の粒状NP／
NPK肥料の製造に応用される。特に、次のもの
があげられる。 Γ燐酸アンモニウム、モノアンモニウム、ジアン
モニウム、これらの混合物。 Γ硫酸アンモニウムと燐酸アンモニウムを主体と
した肥料。硫酸と燐酸は、造粒機用及び乾燥器
用が各管状反応器の間で、顆粒化をできるだけ
調節するように、適当な割合に分けられる。 Γ硝酸アンモニウムと燐酸アンモニウムを主体と
した肥料。 硝酸アンモニウム溶液が造粒機に導入され、
そして一部は乾燥器の管状反応器に導くことが
できる。 燐酸は、造粒機に連通する中和反応器、例え
ば管状反応器と乾燥器の管状反応器との間で分
けられる。 Γ尿素と燐酸アンモニウムを主体とした肥料。上
記と同じ方法及び変更で行なわれる。 Γいわゆる「硝酸浸蝕」法により得られる肥料。
これは、天然の燐酸塩に硝酸のみを作用させて
硝酸カルシウムを結晶化させるか、又は燐酸塩
に硝酸、硫酸、燐酸の混合物を作用させて同様
に行なうことからなる。 もちろん、本発明の方法は、液体原料から出発
して、これを管状反応器で反応させ、これを乾燥
器又は焼成装置に流入させることからなる各種の
生成物の製造に有利に適用される。 本発明は、図面及び下記の実施例により容易に
理解されよう。これらの実施例は本発明を何ら制
限するものではない。 図面に示した装置は、本質的に次のものからな
る。 Γ連続して設けられた混合−造粒機１及び乾燥器
２。下記の実施では、造粒機１及び乾燥器２
は、水平に対して僅かに傾斜した角度で回転す
るバレルより構成される。 Γ篩別装置３。これは乾燥器２から来る物質を受
け、それらを三つの画分に分散する。過度に大
きい生成物は粉砕され、過度に小さい生成物と
同時に４の個所で造粒機の入口に再循環され
る。 Γ中和用管状反応器５。これは乾燥器２内に開口
している。場合によつては、造粒機１内に開口
している第二の管状反応器（図示してない）も
備えられる。 原料は次のように導入される。 Γ管路６では燐酸が管状反応器５へ。 Γ管路７ではアンモニアが導入され、これは管状
反応器５と造粒機１内の生成物の下側に配置さ
れたアンモニア化用傾斜管８との間で分割され
る。 Γ水溶液（例えば、硝酸アンモニウム又は尿素）
は管路９で導入され、多孔付きの又は噴霧器を
備えた管１０により造粒機内に分配される。 Γ管路１１で固体原料が導入される。 Γ管路１２で必要に応じて硝酸が導入される。 Γ乾燥用空気は１３より乾燥器に入り、これは必
要ならば１４で加熱される。そして１５で水蒸
気と共に排気される。同じように、ガスが混合
−造粒機から１６を介して排気される。 Γ最終生成物は１７で収集され、必要ならば一部
は１８を介して再循環される。 Γ管路１９及び（又は）２０でガス洗浄器から来
る流体流出物が１９で管状反応器に及び（又
は）２０で造粒機に導入される。 例 １ 燐酸ジアンモニウムの製造 処方18.46.0の市販製品は、下記の組成に相当
する。 NH₃ ……218.6 そのうち18.6はH₂SO₄により固定 200.0はH₃PO₄により固定 H₂SO₄ ……53.6 燐酸 P₂O₅ ……460.0 P₂O₅と結合したH₂O ……174.8 不純物 ……8.30 遊離H₂O ……10.0 計 1000.0 この製品においてはＮ／Ｐ原子比は1.82に等し
い。 48％のP₂O₅濃度を持つ湿式法燐酸と無水液体
アンモニアを用いる。 一方が造粒機に及び他方が乾燥器内に入り込ん
でいる二つの管状反応器を利用することによつて
前記の装置で実施する。硫酸及びガス洗浄系（図
示してない）からの液体流出物を造粒機の管状反
応器に導入する。 燐酸の流れをほぼ等しい二つの部分に分ける。 第一の部分は、造粒機の管状反応器に供給す
る。比は1.35〜1.45である。生成物の層内にアン
モニアを補充注入して生成物中のこの比を1.96と
なし、この生成物を乾燥器に流入する。 燐酸の第二の部分は、乾燥器の管状反応器で
1.2の比まで中和する。 再循環を製造ごとに３回に調節すると、乾燥器
の入口では、最終生成物中に含まれるH₂PO₄の
１モルにつき、次の混合が行なわれる。 3.5モルのH₃PO₄が3.5×1.96＝6.86モルのNH₃
で中和 0.5モルのH₃PO₄が0.5×1.20＝0.60モルのNH₃
で中和 4.0モルのH₃PO₄が……7.46モルのNH₃で中和 このことは、乾燥過程でアンモニアの損失がな
いとしたときに乾燥器から出る生成物混合物中に
おいてＮ／Ｐ比が1.865となることを表わしてい
る。 実際には、下記のような二つの反対の効果によ
り、所望の大きさで且つ最終生成物をなす上記生
成物部分にはわずかに異なつたＮ／Ｐ比がもたら
された。 Γ一方では、Ｎ／Ｐ比＝1.2の泥状物の一部分が
所望の大きさの顆粒に入らないで微小粒子とし
て飛行中に固化し、このためにその微小粒子よ
りも高いＮ／Ｐ比が与えられる。 Γ他方、乾燥には若干のアンモニアの損失が付随
し、これにより顆粒中のＮ／Ｐ比はわずかに低
下する。 結局、所定の最終生成物中のＮ／Ｐ比は1.82〜
1.84に安定する。 乾燥過程でのアンモニアの損失は従来技術のア
ンモニア化−造粒機の方法におけるよりも非常に
小さく、それは７％でなくて約３％であるにすぎ
ない。 また、造粒機と乾燥器との間で泥状物が分割さ
れるために、再循環は、製造ごとに、従来技術の
５〜６回に対して、３回まで減少される。 例 ２ 造粒器と回転乾燥器とを連続して有し、そして
造粒機の頭部へ乾燥生成物を再循環させるように
した造粒装置において、硝酸アンモニウムと燐酸
アンモニウムとを主体とした処方17・17・17の
NPK肥料を製造する。造粒機及び乾燥器はそれ
ぞれ燐酸を無水アンモニアで中和する管状反応器
を備えている。 装置の各種の個所での導入量を後記する表の
初めの部分に示す。肥料の濃度を調節するために
通常の過燐酸塩を用いる。 造粒機及び乾燥器から逃げる少量のアンモニア
（総量の５〜10％）を回収するために燐酸（又は
硝酸アンモニウムを製造するのに用いる硝酸）の
一部をガス洗浄系に導き、次いでそこから管状反
応器の一方又は他方に戻す。 これは原料の明細を変えるものではないが、た
だし補充量の水を導入する。 この水の補給は、ガス洗浄器に循環させること
によつて液体の密度を1.4より低く保つて結晶化
を回避させるように且つアンモニアと粉末を含有
するガスの有効な洗浄を達成するように調節され
る。この補給水は、49％P₂O₅の燐酸又は92％
NH₄NO₃溶液の直接使用と比較して、表の下
段に題目「ガス洗浄器からの返送水」として示
す。各種の個所でのＮ／Ｐ原子比を表に示す。 この比は、乾燥器内を飛行中に固化した燐酸モ
ノアンモニウムの微小球状体が再循環させる微小
物中に存在することによつて、最終生成物中に
は、混合物の調節から予期したよりも少し高くな
つている。 燐酸の流れの一部分を乾燥器の管状反応器へ導
入することからなる本発明の方法の利点は、表
に示す。この表の下段には、燐酸の全部を造粒
機の管状反応器に導入することからなる既知の方
法によつて得られた結果も示してある。 再循環率は生産量の６倍から3.2倍に低下し、
燃料消費は、他のことは同じにして、半分に減少
し、そしてこの設備では生産能力は53％に増大す
る。生産量は再循環能力によつて制限されず、設
備に固有の拘束によつて制限されるだけである。 この例により得られた生成物はほぼ球状の外観
を有し、そして次の粒度を示す。４mmよりも大き
い直径の粒子：０％、3.15〜４mmの粒子：35％、
２〜3.15mmの粒子：65％。 下記の例では、使用量及び特微的な操作条件を
後期の表及びに要約する。 例 ３ この例では、下記の例４〜７もそうであるが、
乾燥器内に出ている１個の管状反応器を含む図示
した製造を用い、そして管状反応器に燐酸の全部
を導入する。 例 ４ この例では、管状反応器に一度に燐酸と硝酸
（これは点線で示した管路１２で導入）を導入す
る。 造粒機内で硝酸アンモニウムが液化して粒末を
凝集させ且つ乾燥器内に飛散するのを回避させる
こと、そして顆粒化が実質上行なわれることが認
められる。乾燥器の管状反応器で58％の硝酸を使
用することから、蒸発されるべき水の量は例３に
おけるよりも2.05倍多いが、しかし結局アンモニ
アの使用量は1.91倍であり、これにより中和によ
り発生する熱はほとんど同り割合で増大する。 例 ５及び６ 上記の例２におけるようにして、燐酸を造粒機
の管状反応器と乾燥器の管状反応器との間でいろ
いろな割合に分割して実施する。 例 ７ 上記の例３及び４におけるように実施する。 表に、系の異なつた個所でのＮ／Ｐ原子比の
値も示す。 乾燥器の管状反応器の出口でのＮ／Ｐ比は回収
するのが困難なアンモニアの損失を避けるために
は約1.2の値に限定されるけれども、本発明の方
法は、例２〜６が示すように、著しい量の燐酸ジ
アンモニウムを含有する肥料を製造するのを可能
にさせる。 他の利点は、この比を１より上に調節すること
により設備の全ての個所で、ふつ素の放出を実質
上完全になくすことができるということである。 表の下段には、乾燥器内に開口する管状反応
器を使用しない場合の同一作業工程の性能を示
す。本発明の方法の結果と比較すると達成された
相当な進歩が認められる。 処方18・22・12及び15・20・20の肥料の場合に
は、生産量の増加は60〜70％である。電気エネル
ギーの消費は同じ割合で減少するが、燃料の消費
な完全に抑制される。

【表】

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

添附の図面は、本発明の方法を実施するための
装置の一具体例を示す概略図である。 ここで、１は造粒機、２は乾燥器、３は篩別装
置、５は管状反応器、６は燐酸導管、７はアンモ
ニア導管、８はアンモニア化用傾斜管、９は水溶
液導管、１０は多孔管、１１は固体原料導管、１
２は硝酸導管、１３は空気導管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 再循環された乾燥生成物と液体及び固体物質
   とを混合帯域に導入し、生じた混合物を熱いガス
   の流れが全域に及んでいる乾燥帯域に供給し、酸
   性液体とアンモニア性流体を画定され且つ長く伸
   びた反応帯域に同時に導入し、それにより泥状物
   と水蒸気とからなる反応混合物の噴射流を得るこ
   とからなる固体粒状物形態にある生成物、特に燐
   酸アンモニウムを含有するNP／NPK肥料を製造
   する方法において、前記の画定され且つ長く伸び
   た反応帯域を前記乾燥帯域内に、前記反応混合物
   が前記混合帯域から来る湿つた固体生成物に対し
   て噴射され且つこれにより生じる生成物が同時に
   乾燥されるように、直接開口させ、得られた乾燥
   生成物を乾燥帯域の出口で収集することを特徴と
   する固体粒状物形態の生成物の製造方法。 ２ 画定され且つ長く伸びた反応帯域が、１個又
   は複数個の出口を有し、そして場合によつては流
   体の排出を攪乱し得る部材を有する少なくとも１
   個の管状反応器によつて与えられることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 反応帯域に導入されるアンモニア性流体がア
   ンモニアガス、無水液体アンモニア、アンモニア
   水溶液、アンモニアと硝酸アンモニアとの水溶液
   及びアンモニアと尿素との水溶液よりなる群のう
   ち一つであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １又は２項記載の方法。 ４ 酸性液体が30〜54％P₂O₅濃度を持つ湿式法
   燐酸であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   〜３項のいずれかに記載の方法。 ５ 酸の一部を中和反応器へ導いてその中和され
   た酸を混合帯域に供給すること、乾燥器から生じ
   た乾燥生成物の再循環率を最終生成物の生産量の
   ５倍以下、好ましくは３倍以下に保持すること、
   そして酸を二つの中和反応器の間で適当な割合に
   分配してその中和された酸を乾燥帯域及び顆粒化
   が一部行なわれる混合帯域にそれぞれ供給するこ
   とによつて顆粒化を調節することを特徴とする特
   許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の方
   法。 ６ 使用した液体物質の全量のほぼ10〜90％に相
   当する量の泥状物を管状反応器によつて乾燥帯域
   に噴射させ、そして残部を混合−顆粒化帯域に導
   入することを特徴とする特許請求の範囲第１〜５
   項のいずれかに記載の方法。 ７ 乾燥帯域の管状反応器へ燐酸と同時に硫酸、
   硝酸、硝酸及びこれらの混合物よりなる群のうち
   の少なくとも１種の酸を導入することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の
   方法。 ８ 酸性液体が天然の燐酸塩に硫酸、燐酸、硝酸
   及びそれらの混合物よりなる群のうちの酸の過剰
   量を作用させることにより生ずるものであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１〜７項のいずれ
   かに記載の方法。 ９ 硝酸アンモニウムの濃溶液からなり、そして
   必要ならば燐酸アンモニウムの泥状物を添加した
   肥料用液体物質を顆粒化帯域に導入することを特
   徴とする特許請求の範囲第１〜８項のいずれかに
   記載の方法。 １０ 濃溶液形態又は溶融状態の尿素からなり、
   そして必要ならば燐酸アンモニウム泥状物を添加
   した肥料用液体物質を顆粒化帯域に導入すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１〜８項のいずれ
   かに記載の方法。 １１ 顆粒化帯域内の生成物の層の下にアンモニ
   アを注入することを特徴とする特許請求の範囲第
   １〜１０項のいずれかに記載の方法。 １２ 顆粒化帯域へ製造ごとに約３回に等しい量
   の再循環された乾燥生成物を導入し、42〜50％
   P₂O₅濃度の燐酸の流れをほぼ等しい二つの部分
   に分け、その二つの部分をアンモニアにより、そ
   れぞれ顆粒化帯域及び乾燥帯域へ入り込む二つの
   管状反応器におけるＮ／Ｐ原子比が1.2〜1.5とな
   るまで、中和し、顆粒化帯域中の生成物の層の下
   にアンモニアを注入して該顆粒化帯域から出る生
   成物中に1.9〜２のＮ／Ｐ原子比を得ることを特
   徴とする、Ｎ／Ｐ原子比が1.81〜1.85である顆粒
   状燐酸ジアンモニウムの特許請求の範囲第１項記
   載の製造方法。 １３ 顆粒化帯域、乾燥帯域、該乾燥帯域の出口
   から顆粒化帯域の入口に生成物を再循環させるた
   めの手段、該顆粒化帯域の内容物を原料として該
   乾燥帯域に移動させるための手段を含む固体粒状
   肥料の製造装置において、該乾燥帯域と直接解放
   連通している管状反応器よりなる画定され且つ長
   く伸びた発熱反応帯域を設けたことを特徴とする
   前記装置。 １４ 乾燥帯域が回転バレルからなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１３項記載の装置。 １５ 管状反応器が回転乾燥帯域内に物質の入口
   付近に置かれ、噴射流が乾燥帯域の内部に対して
   該乾燥帯域の軸にほぼ平行であるように向けられ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１３項記載
   の装置。 １６ 顆粒化帯域が、必要ならば中和用管状反応
   器を備えた回転バレルと生成物の層の下にアンモ
   ニアを注入するための装置とからなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１３項記載の装置。