(57)【要約】  本発明は、製品入口開口部（２）、製品出口開口部（３）、冷却器室（１）の内部に配置された多孔板（４）及び多孔板（４）の下に配置された少なくとも１の冷却媒体入口開口部（７）有する冷却器室（１）を少なくとも含んでいる、尿素含有顆粒を冷却するための流動床冷却器を包含し、ここで、該流動床冷却器は、製品入口開口部（２）が多孔板（４）の上に配置され、及び、バッフル（５）が製品入口開口部（２）と多孔板（４）の間に配置されていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品入口開口部（２）、製品出口開口部（３）、冷却器室（１）の内部に配置された多孔板（４）及び多孔板（４）の下に配置された少なくとも１の冷却媒体入口開口部（７）を有する冷却器室（１）を少なくとも含んでいる、尿素含有顆粒状材料を冷却するための流動床冷却器であって、製品入口開口部（２）が多孔板（４）の上に配置され、及び、バッフル板（５）が製品入口開口部（２）と多孔板（４）の間に配置されていることを特徴とする、前記流動床冷却器。
【請求項２】
分配器板（６）がバッフル板（５）と多孔板（４）の間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の流動床冷却器。
【請求項３】
分配器板（６）の面積が、バッフル板(5)の面積よりも、１０％〜５０％大きく、好ましくは、２５％〜４０％大きいことを特徴とする、請求項２に記載の流動床冷却器。
【請求項４】
バッフル板（５）が、平面形態又は湾曲形態にあり、好ましくは、屋根形状の形態、台形形状の形態、鞍形状の形態、同心形態又は三次元ガウス形態にあることを特徴とする、請求項２〜３の少なくとも１項に記載の流動床冷却器。
【請求項５】
分配器板（６）及び／又はバッフル板（５）が多孔板の形態にあることを特徴とする、請求項１〜４の少なくとも１項に記載の流動床冷却器。
【請求項６】
バッフル板（５）及び／又は分配器板（６）が、金属、合金、複合材料及び／又はプラスチックを含んでおり、好ましくは、鋼、ステンレス鋼、鉄、クロム、アルミニウム、バナジウム、ニッケル、ポリマーを含んでいることを特徴とする、請求項１〜５の少なくとも１項に記載の流動床冷却器。
【請求項７】
分配器板（６）及び／又はバッフル板（５）が、１０ｍｍ〜５０ｍｍ（好ましくは、１５ｍｍ〜３０ｍｍ）の平均直径を有する開口部（８）を有していることを特徴とする、請求項１〜６の少なくとも１項に記載の流動床冷却器。
【請求項８】
分配器板（６）が縁を有していることを特徴とする、請求項１〜７の少なくとも１項に記載の流動床冷却器。
【請求項９】
分配器板（６）及び／又はバッフル板（５）が、製品入口開口部（２）を有する補強材を有していることを特徴とする、請求項１〜８の少なくとも１項に記載の流動床冷却器。
【請求項１０】
バッフル板（５）が、多孔板（４）の面積の、１０％未満（好ましくは、５％未満、さらに好ましくは、２％未満）の面積を有していることを特徴とする、請求項１〜９の少なくとも１項に記載の流動床冷却器。
【請求項１１】
バッフル板（５）が、多孔板（４）に平行に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１０の少なくとも１項に記載の流動床冷却器。
【請求項１２】
少なくとも、
・  多孔造粒機プレート、種粒子入口、流動化ガス入口及び噴霧化ガス入口を備えた少なくとも１の溶融ノズルを有する流動床造粒機；
・  第１の流動床冷却器；
・  造粒プロモーター；
・  篩、破砕機；及び、
・  製品冷却器；
を含んでいる、顆粒状肥料を製造するための流動床造粒プラントであって、該第１の流動床冷却器及び／又は該製品冷却器が請求項１〜１１の１項以上に記載されている構成を有していることを特徴とする、前記流動床造粒プラント。
【請求項１３】
前記流動床造粒機、製品冷却器及び／又は流動床冷却器が、廃気処理ユニットに接続されていることを特徴とする、請求項１２に記載の流動床造粒プラント。
【請求項１４】
前記廃気処理ユニットが、以下の要素：
スクラバー及び／又は酸性スクラバー、好ましくは、中和ユニットを有するスクラバー及び／又は酸性スクラバー
のうちの少なくとも１又は２以上を含んでいることを特徴とする、請求項１３に記載の流動床造粒プラント。
【請求項１５】
アンモニウム化合物、硝酸塩、リン酸塩、尿素、元素硫黄、硫酸アンモニウム、ＵＡＳ（尿素硫酸アンモニウム）及び／又はそれらの混合物を含んでいる顆粒状肥料を製造するための、請求項１２〜１４のいずれかに記載されている流動床造粒プラントの使用。
【請求項１６】
尿素含有顆粒状肥料を製造するための、請求項１５に記載の流動床造粒プラントの使用。
【請求項１７】
顆粒状肥料を冷却する方法であって、顆粒状材料を流動床造粒機又は造粒プロモーターから請求項１〜１１の少なくとも１項に記載されている流動床冷却器に導入することを含んでいる、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿素含有顆粒状材料を冷却するための流動床冷却器、顆粒状肥料を製造するための流動床造粒プラント、流動床造粒プラントの使用及び顆粒状肥料を冷却する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
世界的な人口の増加を考慮すると、適応性が高く効率的な肥料の開発は、極めて重要であり、そして、その重要性は増大している。ここで重要な要素は、肥料自体（即ち、化学組成）のみではなく、可搬型容器内での加工作業及び圃場における施用（ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ）である。ここで最も重要なことは、確実に造粒にして、同じサイズ及び同じ特性を有する均一な粒子をもたらすことである。ここでの重要なパラメーターは、粉塵の形成が少ないこと、強度、低い凝集傾向、均一なサイズ、貯蔵性及び安定性である。確立された造粒技術は、流動床造粒であり、この流動床造粒では、例えば、小球化技術及びペレット化技術と比較して、粒子特性が改善されている。
【０００３】
流動床造粒を用いた尿素含有顆粒状肥料の製造の一例は、ＷＯ２０１０／０６０５３５Ａ１（例えば、段落［００２５］−［００３５］、図１）、又は、ＵＳ４，７０１，３５３Ａ、ＤＥ３１１６７７８Ａ１及びＵＳ４，２１９，５８９Ａの中に見いだすことができる。
【０００４】
世界の肥料生産のうちの極めて高い割合は、尿素含有肥料によって占められている。この水溶性肥料は、土壌中で崩壊してアンモニウム塩又は硝酸塩を与え、そして、重要な元肥である。この尿素含有肥料は、カリウム、リン酸塩、微量元素又は硫黄化合物などの別の元素と組み合わせることができる。
【０００５】
農業における尿素硫黄肥料の使用は、既に長い間知られている。そのような肥料混合物では、植物は窒素と硫黄の２種類の元素を同時に提供され、追加の肥料を施用（ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ）するための段階とコストを省くことができる。これは、尿素と組み合わせることで、例えば、播種された植物に、初期段階では尿素を介して窒素を供給し、その後の成長段階では硫黄を供給することが可能である。
【０００６】
そのような理由で、尿素と硫黄の分布が均一な尿素硫黄肥料がますます重要になっている。その例は、例えば、ＵＳ４，３３０，３１９Ａの中に見いだすことができる。
【０００７】
土壌中における窒素含有塩の良好な溶解性又は元素硫黄の良好な生分解性を確実なものとするために、最小サイズの粒子が必要である。より大きな粒子と比較すると、これらの小さな粒子はより大きな表面積対体積比を有している。このより大きな表面積、特に、より大きな比表面積（例えば、ＢＥＴ法によって確認することが可能である、例えば、ＤＩＮ  ＩＳＯ  ９２７７）は、植物又は土壌中に存在する微生物にとって窒素含有塩又は元素硫黄の利用可能性を向上させる。
【０００８】
当該プロセスの結果として流動床造粒機で得られた粒子は、多くの場合９０〜１００℃の範囲内の比較的高い温度を有する。この温度範囲内に存在している粒子は、一般に、非常に柔らかく、さらなる処理に付す前に冷却する必要がある。この目的のために、まだ熱い粒子は製品冷却器に移される。これは、多くの場合、その構成において流動床造粒機に類似している。この冷却器は、例えば、上部と下部で構成されている。顆粒状材料は、該冷却器の上部を通って流れ、そして、下部に流れ込む空気によって冷却される。例えば、多孔板とその多孔板の下に配置された冷却媒体入口開口部によって、顆粒状材料は、例えば、空気流又は（不活性）ガス流によって冷却され、そして、流体媒体として、冷却器の入口領域から出口領域へと運ばれる。小規模なプラントでは、上流の冷却ゾーンを造粒機の一部として設計することも可能である。しかしながら、約２５００ｍｔｐｄ（１日当たりのメガトン）の尿素を毎日製造することに加えて、該冷却ゾーンは、必要な寸法のために、一般に、流動床造粒機の横に別個のユニットとして構成される。
【０００９】
造粒機で製造された顆粒状材料が冷却器に移動する過程で、多くの場合、顆粒状材料が多孔板の下に堆積する。流動床冷却器内におけるこれらの堆積が増大し続けた場合、これらは、一般に、冷却器の運転を停止させることによってのみ、従って、造粒機の運転も停止させることによってのみ、複雑な方法でパージ及び除去することができる。運転停止には、必然的に、製造停止及び費用のかかるプラントの再起動を伴う。
【００１０】
ＷＯ９４／０３２６７Ａ１には、ホルムアルデヒド含有添加剤を用いた流動床造粒の方法が開示されている。
【００１１】
ＷＯ２００５／００７６１９Ａ１には、顆粒状尿素を製造する方法が開示されている。流動化空気は、微細な液滴を含んでいる。
【００１２】
ＤＥ４４１６６６６Ｃ１には、脱水開口部を備えたパイプを用いる、固形物（特に、水中でペレット化された固形物）を脱水及び乾燥するための装置が開示されている。そのパイプは、全長アキシャルの本質的に直径に沿って垂直の透水性のバッフル板によって平らになっている。
【００１３】
ＧＢ１，３４０，３０２Ａには、統合されたバッフル板を有する顆粒状材料用のドラムクーラーが開示されている。
【００１４】
ＤＥ６０２００４００２９６１Ｔ２には、例えば尿素を造粒するための、流動床造粒プロセスが開示されている。
【００１５】
ＣＮ２０４３８８６５３Ｕには、流動床造粒からの顆粒を冷却するための冷却装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／０６０５３５Ａ１
【特許文献２】ＵＳ４，７０１，３５３Ａ
【特許文献３】ＤＥ３１１６７７８Ａ１
【特許文献４】ＵＳ４，２１９，５８９Ａ
【特許文献５】ＵＳ４，３３０，３１９Ａ
【特許文献６】ＷＯ９４／０３２６７Ａ１
【特許文献７】ＷＯ２００５／００７６１９Ａ１
【特許文献８】ＤＥ４４１６６６６Ｃ１
【特許文献９】ＧＢ１，３４０，３０２Ａ
【特許文献１０】ＤＥ６０２００４００２９６１Ｔ２
【特許文献１１】ＣＮ２０４３８８６５３Ｕ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、顆粒状材料の堆積物の形成、特に、多孔板の下における顆粒状材料の堆積物の形成が、回避又は低減されている、流動床冷却器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の目的は、驚くべきことに、請求項１に記載されている尿素含有顆粒状材料を冷却するための流動床冷却器によって達成される。さらに有利な構成は、従属請求項において見いだすことができる。
【００１９】
本発明は、さらに、顆粒状肥料を製造するための流動床造粒プラント、顆粒状肥料を製造するための流動床造粒プラントの使用、及び、顆粒状肥料を冷却する方法も包含する。さらなる有利な構成は、従属請求項の中に見出すことができる。
【００２０】
尿素含有顆粒状材料を冷却するための本発明の流動床冷却器は、製品入口開口部、製品出口開口部及び冷却器室内に配置された多孔板を備えた少なくとも１の冷却器室を含んでいる。該多孔板は、好ましくは、冷却器室を多孔板の下の下部冷却器室と多孔板の上の上部冷却器室に分割している。多孔板の下には、少なくとも１又は２以上の冷却媒体入口開口部が配置されている。その冷却媒体入口開口部を介して、冷却媒体（例えば、空気又は不活性ガス）が、多孔板の下の下部冷却器室に導入される。多孔板は、流動床内の顆粒状材料の内部に冷却媒体を分配する。製品入口開口部は、多孔板の上に配置されている。さらに、製品入口開口部と多孔板との間にバッフル板が配置されている。バッフル板は、驚くべきことに、顆粒状材料粒子の有意な変形をもたらすことなく、製品入口開口部を介して冷却器室に入る顆粒状材料粒子の速度の減衰を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術による流動床冷却器の概略断面図である。
【図２】本発明の流動床冷却器の概略断面図である。
【図３】製品入口の領域における本発明の流動床冷却器の拡大された概略断面図である。
【図４】製品入口の領域における本発明の流動床冷却器の好ましい実施形態の拡大された概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
好ましくは、バッフル板は、製品入口開口部から多孔板に向かって進む距離の３０％〜８０％の範囲で配置される。
【００２３】
本発明の流動床冷却器におけるバッフル板の使用は、驚くべきことに、多孔板の上及び下の顆粒の塊の形成を最大９０％減少させる。
【００２４】
好ましい構成では、バッフル板と多孔板の間に分配器板が配置される。分配器板は、顆粒状材料粒子の運動エネルギーをさらに低減させ、多孔板が存在する流動顆粒状材料粒子の上の流動床冷却器の冷却領域への顆粒状材料粒子のより均一な移動をもたらす。
【００２５】
好ましくは、分配器板の面積は、バッフル板の面積よりも、１０％〜５０％大きく、さらに好ましくは、２５％〜４０％大きい。分配器板のより大きな面積は、より大きな範囲にわたって、従って、さらに均一な方法で、多孔板の上の流動床冷却器の冷却領域への顆粒状材料粒子の移動を可能にする。
【００２６】
さらに好ましい構成では、バッフル板は、平面の形態又は三次元的に湾曲した形態にある。バッフル板の湾曲は、例えば、凸形、凹形、鞍形状であってよいか、又は、凹形要素と凸形要素の複雑な混合形態の形態であってもよい。特に好ましいのは、バッフル板の屋根形状、台形形状、鞍形状、同心構成又は三次元ガウス構成である。バッフル板の縁は、湾曲していてもよいか、又は、直線定規の形態にあってもよく、及び、混合された形態にあってもよい。
【００２７】
好ましくは、分配器板及び／又はバッフル板は、多孔板の形態にある。多孔板の形態では、流動床冷却器内の顆粒状材料の分布がさらに改善される。
【００２８】
バッフル板及び／又は分配器板は、好ましくは、金属、合金、複合材料及び／又はプラスチックを含んでおり、さらに好ましくは、鋼、ステンレス鋼、鉄、クロム、アルミニウム、バナジウム、ニッケル及び／又はポリマーを含んでいる。
【００２９】
好ましい構成では、分配器板及び／又はバッフル板は、１０ｍｍ〜５０ｍｍ（好ましくは、１５ｍｍ〜３０ｍｍ）の平均直径を有する開口部を有している。対応するような寸法の開口部を形成させることによって、流動床冷却器内の顆粒状材料の分布がさらに改善される。
【００３０】
分配器板は、好ましくは、縁を有する。この縁は、分配器板の安定性を増大させる。
【００３１】
好ましいさらなる実施形態では、分配器板及び／又はバッフル板は、製品入口開口部（２）を有する補強材を有している。この補強材は、分配器板及び／又はバッフル板の安定性を向上させる。それは、分配器板及び／又はバッフル板が、高い運動エネルギーで流動床冷却器に到達する顆粒状材料による継続的な応力を受けるからである。補強材によって、位置が固定され、顆粒状材料粒子の最適な分布が可能になる。
【００３２】
バッフル板は、好ましくは、多孔板の面積の、１０％未満（さらに好ましくは、５％未満、特に好ましくは、２％未満）の面積を有する。記載されている面積比は、流動床冷却器内に導入される顆粒状材料の速度における必要な低減を保証するのに充分であり、従って、運動エネルギーにおける必要な低減を保証するのに充分である。
【００３３】
さらに好ましくは、バッフル板は、多孔板に平行に配置される。本発明に関連して、表現「多孔板に平行」は、好ましくは、理想的な平行配置からプラス／マイナス１０度未満の角度の変動も包含する。示されている配置によって、流動床冷却器内に導入される顆粒状材料の速度における必要な低減が可能となり、従って、運動エネルギーにおける必要な低減が可能となる。
【００３４】
本発明は、さらに、顆粒状肥料を製造するための流動床造粒プラントにも関する。該流動床造粒プラントは、多孔造粒機プレート、種粒子入口、流動化ガス入口及び噴霧化ガス入口を備えた少なくとも１の溶融ノズルを有する少なくとも１の流動床造粒機を含んでいる。流動床造粒機は、一般に、造粒機室、造粒機室内に配置された多孔板、及び、多孔板の中／上に配置された本発明のスプレーノズルを有している。本発明のスプレーノズルは、好ましくは、溶融物（例えば、尿素又は尿素／硫黄混合物で構成される溶融物）用の供給路及び噴霧ガス用の供給路に接続されている。造粒機内に存在している流動床は、流動化ガス流（好ましくは、空気）に接続されている。流動床内に存在する種粒子は、噴霧化媒体において生成された溶融物液滴との接触を通して成長する。完成した粒子は、その後、例えば造粒機出口を介して、第１の流動床冷却器に移される。さらに、流動床造粒プラントは、造粒プロモーター、篩、破砕機及び製品冷却器も有している。本発明の流動床造粒プラントは、該第１の流動床冷却器及び／又は該製品冷却器が上記で記載した本発明の構成を有することを特徴とする。流動床冷却器は、製品入口開口部、製品出口開口部、冷却器室内に配置された多孔板及び多孔板の下に配置された少なくとも１の冷却媒体入口開口部を有する少なくとも１の冷却器室を有している。上記で記載したように、本発明の流動床冷却器は、製品入口開口部が多孔板の上方に配置されていること、及び、製品入口開口部と多孔板の間にバッフル板が配置されていることを特徴とする。好ましくは、バッフル板と多孔板の間に分配器板が配置されている。
【００３５】
好ましい構成では、流動床造粒機及び／又は流動床冷却器は、廃気処理ユニットに接続されている。廃気処理ユニットは、好ましくは、以下の要素のうちの少なくとも１又は２以上を含んでいる：スクラバー及び／又は酸性スクラバー、好ましくは、酸性スクラビングに接続された中和ユニットを有するスクラバー及び／又は酸性スクラバー。中和は、例えば、アンモニアを添加することによって実施することができる。例示的な構成は、ＷＯ２０１０／０６０５３５Ａ１の中に見いだすことができる。
【００３６】
本発明は、さらに、アンモニウム化合物、硝酸塩、リン酸塩、尿素、元素硫黄、硫酸アンモニウム、ＵＡＳ（尿素硫酸アンモニウム）及び／又はそれらの混合物を含んでいる顆粒状肥料を製造するための、本発明の上記流動床造粒プラントの使用を包含する。さらに好ましくは、本発明の上記流動床造粒プラントは、尿素含有顆粒状肥料の製造に使用する。
【００３７】
本発明は、さらに、顆粒状肥料を冷却する方法に関し、ここで、該方法は、顆粒状材料を流動床造粒機又は造粒プロモーターから上記で記載した本発明の流動床冷却器に導入することを含んでいる。
【００３８】
本発明について、さらに、以下の図によって詳細に説明する。これらの図は、本発明の保護の範囲を制限するものではなく、単に例示的な説明のために役立つものである。この図は、正確な縮尺ではない。
【００３９】
図は、下記を示している。
【００４０】
図１は、従来技術による流動床冷却器の概略断面図を示している。該流動床冷却器は、製品（２２）が製品入口開口部（２）を介して導入される冷却器室（１）を含んでいる。製品（２２）、例えば、尿素含有顆粒状材料は、多孔板上に既に存在している流動化製品（２２）の中に減衰されない方法で到着する。多孔板（４）の下には、黒い矢印で示されているガス流（ＩＩ）を生成する冷却媒体入口開口部（７）が配置されている。使用されるガス流（ＩＩ）は、一般に空気であり；あるいは、造粒される物質に応じて、不活性ガスを導入することも可能である。流動化媒体として、冷却器室（１）内の多孔板上に存在している製品（２２）は、製品流（Ｉ）内を製品出口開口部（３）の方向に移動する。冷却器室からの空気の除去は、空気除去開口部（２１）を介して可能である。
【００４１】
図２は、本発明の流動床冷却器の概略断面図を示している。流動床冷却器の基本的な構成は、図１に関して上記で説明した構成に対応する。図１に記載されている従来技術による流動床冷却器とは対照的に、バッフル板（５）及び分配器板（６）が、製品入口開口部（２）と多孔板（４）の間に配置されている。バッフル板（５）によって、製品（２２）の顆粒状形態を著しく破壊又は変形したりすることなく、流入する製品（２２）を減衰させることが可能になる。分配器板（６）によって、方向（Ｉ）に流れる製品（２２）のさらなる減衰及びより均一な導入を可能になる。バッフル板（５）の本発明による配置、及び、好ましくは、分配器板（６）の本発明による配置は、多孔板の下の製品の堆積を低減させ、従って、流動床冷却器の耐用年数を延ばす。同時に、製品冷却器の洗浄に関する費用及びそれに伴う流動床造粒プラントの停止時間も低減する。
【００４２】
図３は、製品入口の領域における本発明の流動床冷却器の拡大された概略断面図を示している。バッフル板（５）及び分配器板（６）が、製品入口開口部（２）と多孔板（４）の間に配置されている。分配器板は、オプション構成では、開口部（８）を有している。バッフル板（５）は、上記で記載されているように、流入する製品（２２）の速度を低減させ、従って、運動エネルギーを低減させる。分配器板（６）は、流体顆粒粒子で構成される流動床（２３）へのより広い領域にわたる製品（２２）の均一な導入をもたらす。
【００４３】
図４は、製品入口の領域における本発明の流動床冷却器の好ましい実施形態の拡大された概略断面図を示している。バッフル板（５）は別として、構成は図３に記載されている構成に対応している。バッフル板（５）は、好ましくは、湾曲しており、そして、この例では、屋根形状の形態にある。湾曲した基本形状は、驚くべきことに、製品流（Ｉ）内のバッフル板（５）の安定性及び耐久性を増大させ、分配器板（６）の上に製品（２２）をより均一に分配する。
【００４４】
参照数字のリスト：
（１）    冷却器室
（２）    製品入口開口部
（３）    製品出口開口部
（４）    多孔板
（５）    バッフル板
（６）    分配器板
（７）    冷却媒体入口開口部
（８）    開口部
（２１）  空気除去開口部
（２２）  製品（顆粒状材料）
（２３）  流動床
（Ｉ）    造粒製品／製品流の流れ方向
（ＩＩ）  ガス流。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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