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Granulierung von Ammoniumsulfat Vom industriellen Nebenprodukt zum Düngemittel-Granulat

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Thyssenkrupp Industrial Solutions hat ein neues Verfahren zur kosteneffizienten Herstellung von Ammoniumsulfat-Granulat entwickelt. Mithilfe des neuen Anlagentyps wird aus dem Nebenprodukt Ammoniumsulfat ein schwefelhaltiger Stickstoffdünger in Granulat-Form produziert.

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Der Wirbelschichtgranulator ist das Herzstück der Produktionsanlage: Hier wird das flüssige Ammoniumsulfat in ein festes Produkt umgewandelt
Der Wirbelschichtgranulator ist das Herzstück der Produktionsanlage: Hier wird das flüssige Ammoniumsulfat in ein festes Produkt umgewandelt
(Bild: Thyssenkrupp Industrial Solutions)

Essen – Für Düngemittelhersteller bietet das Verfahren erhebliche Vorteile: zum einen deutlich mehr Kosteneffizienz im Vergleich zu konventionellen Verfahren, bei denen Ammoniumsulfat-Granulat aus Ammoniak und Schwefelsäure hergestellt wird, zum anderen verbesserte Ausbringungs- und Mischeigenschaften gegenüber kristallinen Produkten.

„Bedarf an Ammoniumsulfat-Granulat gibt es auf der ganzen Welt“, erklärt Jens Mathiak von Thyssenkrupp Industrial Solutions, der gemeinsam mit seinem Team den neuen Prozess entwickelt hat. „Wir wollen mit unserem Verfahren Düngemittelproduzenten die Chance geben, aus Nebenprodukten hochwertige Stickstoffdünger zu produzieren, die im Vergleich zu Standard-Produkten in kristalliner Form zu Spitzenpreisen gehandelt werden. Die vielen Vorteile der Granulat-Form und die hohe Gewinnmarge sind zwei wesentliche Gründe, um auf den Ammoniumsulfat-Prozess zu setzen.“

Technologie wandelt Nebenprodukte in hochwertige Düngemittel um

Der patentierte Prozess vereint die Vorteile von hochwertigem Granulatdünger mit einer kostengünstigen Produktion. Am Anfang des Verfahrens steht der Ausgangsstoff Ammoniumsulfat, der als industrielles Nebenprodukt vor allem bei der Herstellung von Caprolactam sowie in Kohleöfen anfällt. Ammoniumsulfat wird in einem bestimmten Verhältnis mit einem Additiv vermischt. Die Verwendung des Zusatzstoffes führt dabei zu einer deutlich verringerten Staubbildung bei der Granulierung sowie zu einer hohen Druck- und Stoßfestigkeit des Endprodukts.

In einem zweiten Schritt wird die Flüssigmischung über eine Sprühvorrichtung in eine Fließbettgranulierungseinheit eingespeist und dort zu Feststoffgranulaten weiterverarbeitet. Das aus dem Granulator gewonnene Produkt wird einer Siebanlage zugeführt. Zu große Stücke werden zerkleinert und zusammen mit zu kleinen Körnern in den Granulator zurückgegeben. Anschließend wird das Produkt zur Lagereinrichtung transportiert. Die hergestellten Granulate sind rund und sehr hart und deshalb sehr widerstandsfähig gegen Stöße und Abrieb.

Ammoniumsulfat ermöglicht durch die gleichzeitige Zufuhr von Schwefel und Stickstoff ein kräftiges Pflanzenwachstum und ein hohes Ertragsniveau. Es gewährleistet eine lang anhaltende Nährstoffzufuhr und fördert die Verfügbarkeit im Boden enthaltener Mikronährstoffe wie Mangan, Bor und Eisen. Meist wird Ammoniumsulfat bisher in Form von Kristallen vertrieben, was die Einbindung in granulierte Düngemittelmischungen erschwert. Konventionelle Granulationsanlagen sind nicht in der Lage, Ammoniumsulfat-Lösungen zu verarbeiten. Stattdessen benötigen sie vergleichsweise hochpreisigen Ammoniak und Schwefelsäure als Ausgangsstoffe.

Hohe Nachfrage verspricht gute Absatzchancen

Nach erfolgreichen Testläufen im Labor- und Technikumsmaßstab in den letzten Jahren baute Thyssenkrupp im Jahr 2016 eine Pilotanlage mit einer Produktionskapazität von zunächst 500 kg pro Stunde. „Auch hier liefen alle Tests erfolgreich, sodass wir das neue Verfahren zukünftig im Großmaßstab mit Produktionskapazitäten zwischen fünf und 20 Tonnen pro Stunde umsetzen können“, erklärt Mathiak. „So können wir Düngemittelherstellern weltweit zu mehr Kosteneffizienz verhelfen. Ammoniumsulfat-Granulat wird darüber hinaus bisher nur von wenigen Anbietern hergestellt – die Nachfrage ist entsprechend hoch und Absatzmöglichkeiten sind auch in Nischenmärkten vorhanden.“

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