Pumpen für die Düngemittelproduktion Pumps for Fertilizer ...

Pumpen für die
Düngemittelproduktion
Pumps for
Fertilizer Production
Pompes pour
la Production d’engrais

Pumpen für die Düngemittelproduktion
Pumps for fertilizer production
Pompes pour la production d’engrais
Düngemittel werden in der Landwirtschaft
zur Erhöhung des Ertrages oder
zur Beschleunigung des Wachstums von
Nutzpflanzen eingesetzt. Sie wirken der,
durch die intensive landwirtschaftliche
Nutzung der Anbauflächen bedingten,
Verarmung der Böden an Stickstoff,
Phosphor und Kalium entgegen. Es
gibt eine Vielzahl von Düngemitteln,
deren Zusammensetzung den jeweiligen
Anforderungen angepaßt wird.
Im folgenden wird auf die Herstellung
einiger wichtiger Düngemittel wie Ammoniumnitrat
NH 4 NO 3 , Ammoniumsulfat
(NH 4 ) 2 SO 4 und NPK-Dünger eingegangen.
Bei den Produktionsverfahren
müssen korrosive und teilweise verschleißend
wirkende Medien gefördert
werden (Phasengemisch fest/flüssig).
Hier zeigt sich, daß oftmals erst der Einsatz
robuster Kreiselpumpen in korrosions-
oder auch verschleißbeständigen
Werkstoffen eine wirtschaftliche Produktion
ermöglichen.
NH 4 NO 3 und (NH 4 ) 2 SO 4
Die Herstellung von NH 4 NO 3 oder
(NH 4 ) 2 SO 4 beruht auf der exothermen
Neutralisationsreaktion von Salpetersäure
bzw. Schwefelsäure mit Ammoniak
NH 3 . Das Prinzip verdeutlicht das Bild
anhand der Herstellung von (NH 4 ) 2 SO 4
im Batch-Betrieb.
Fertilizers are used in agriculture to
increase the yield or to accelerate the
growth of economically useful plants.
They oppose the exhaustion of the soil
and in particular the loss of nitrogen,
phosphorous and potassium in consequence
of the intensive utilization of
areas under cultivation. There is quite
a number of fertilizers specially composed
to suit individual requirements.
In the following we will take a quick look
at the production methods of some of
the principal fertilizers like ammonium
nitrate NH 4 NO 3 , ammonium sulphate
(NH 4 ) 2 SO 4 and NPK fertilizers. Corrosive
and partly abrasive fluids (phase mixture
solid/liquid) have to be pumped during
the production processes. There it turns
out that in many cases economical
production becomes possible only by
employing heavy-duty pumps in corrosion-
or in both corrosion- and wear
resistant materials.
NH 4 NO 3 und (NH 4 ) 2 SO 4
The production of NH 4 NO 3 or (NH 4 ) 2 SO 4
is based on the exothermic neutralizing
reaction of nitric acid or sulphuric acid
with ammonia NH 3 . The flow diagram is
showing the principle of batch production
of (NH 4 ) 2 SO 4 .
Les engrais sont employés dans l’agriculture
pour l’amélioration des rendements
ou pour l’accélération de la croissance
des plantes utiles. Ils agissent
contre l’apauvrissement des sols en
azote, phosphate et potassium par suite
de l’exploitation intensive des surfaces
agricoles. Il existe une grande variété
d’engrais dont la composition convient
à chaque exigence.
Dans les lignes qui suivent, nous allons
aborder la fabrication de quelques
engrais importants comme le nitrate
d’ammonium NH 4 NO 3 , le sulfate
d’ammonium (NH 4 ) 2 SO 4 et les engrais
NPK. Dans le processus de fabrication, il
est nécessaire de véhiculer des produits
corrosifs et parfois abrasifs (mélange
solide/ liquide). Très souvent, l’emploi
de pompes centrifuges robustes en
matériaux résistant à la corrosion et à
l’abrasion garantissent une production
économique.
NH 4 NO 3 und (NH 4 ) 2 SO 4
La fabrication du NH 4 NO 3 ou du
(NH 4 ) 2 SO 4 repose sur une réaction
exothermique de neutralisation d’acide
nitrique ou d’acide sulfurique avec de
l’ammoniac NH 3 , Le schéma précise le
principe sur la base de la fabrication de
(NH 4 ) 2 SO 4 en traitement Batch.
NH 3
Filter
Filtre 20 – 70 % H 2 SO 4
P 1
T ≤ 150 °C
2NH 3 + H 2 SO 4
↓
(NH 4 ) 2 SO 4
P3 P 2
Trocknung
To Drier
Séchage
2

Die Pumpen und die Werkstoffausführungen,
die in diesem Verfahren
erfolgreich eingesetzt worden sind:
Pumps and materials of construction
successfully used in this process are
shown in the table below:
Pompes et matériaux employés avec
succès dans ce procédé:
Pumpen-Nr. Pumpentyp Werkstoffe
Pump No. Type of Pump Materials
Pompe No. Type de Pompe Matériaux
Eisensiliziumguß: Siguß (G-X 70 Si 15)
P 1 RCE RNSi
Silicon cast iron: Siguß (G-X 70 Si 15)
Chemie Normpumpen Fronte au silicium: Siguß (G-X 70 Si 15)
und Chemiepumpen
R70 C1 (G-NiMo 17 Cr)
Standardized Chemical Pumps 1.4136 S (G-X 50 CrMo 29 2)
P 2 RCE RN and Chemical Pumps (temperaturabhängig)
(dependent on temperature)
Pompes Chimie Normalisées (en fonction de la température)
et Pompes Chimie
Eisensiliziumguß: Siguß (G-X 70 Si 15)
P 3 RCE RNSi Silicon cast iron: Siguß (G-X 70 Si 15)
Fonte au silicium: Siguß (G-X 70 Si 15)
Für verfahrenstechnische Alternativen
stehen ebenfalls die geeigneten horizontalen
oder vertikalen Pumpen in bewährten
Werkstoffausführungen zur Verfügung.
Die Herstellung von NH 4 NO 3 erfordert
die Förderung von ca. 65%iger HNO 3 .
Hier bewährt sich der von der eigenen
Werkstoffabteilung für die Salpetersäureeindampfung
entwickelte Austenit
1.4306 S bestens. Dieser Werkstoff findet
auch zur Förderung des 95-98%igen
NH 4 NO 3 bei Temperaturen von über
100 °C Anwendung, das weiter zu Kalkammonsalpeter
umgesetzt oder bei der
Herstellung von NPK-Düngern verwendet
wird. In zunehmendem Maße findet
aber auch die wäßrige Ammoniumnitratlösung
Verwendung als Flüssigdünger.
Suitable horizontal or vertical pumps in
proven materials are available for alternative
processes.
In the process of NH 4 NO 3 production
HNO 3 of some 65 % concentration has
to be pumped. Here best results have
been achieved by using 1.4306 S (18/10)
austenitic stainless steel, developed in
Rheinhütte’s own Material Department
for the evaporation of nitric acid. This
material is used also for handling 95 to
98% NH 4 NO 3 at temperatures above
100 °C which is further converted into
calcium ammonium nitrate or used in
the production of NPK fertilizers. To an
increasing extent aqueous ammonium
nitrate solution is now applied as fluid
fertilizer.
Des pompes horizontales ou verticales
en matériaux éprouvés sont également
disponibles pour des alternatives techniques.
L’élaboration du NH 4 NO 3 requiert le
pompage de HNO 3 d’une concentration
d’environ 65 %. L’acier austenitique
1.4306 S (Z2CN 18.10) mis au point par
notre propre laboratoire de matériaux
pour la concentration d’acide nitrique
s’avère le plus approprié. Ce matériau
est également utilisé pour le pompage
de NH 4 NO 3 concentré à 95-98 % à une
température de plus de 100 °C et qui sert
pour la fabrication de nitrate calcique
d’ammoniaque ou d’engrais NPK. La
solution aqueuse de nitrate d’ammonium
est également utilisée comme engrais
liquide.
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NPK-Dünger
Die Herstellung von NPK-Mineraldüngern
beginnt mit dem Aufschluß
von gemahlenen Phosphaterzen durch
Säure, meistens Salpetersäure.
Die anschließende Aufarbeitung und
weitere Umsetzung führen schließlich
zum fertigen Produkt sowie zum Teil
wichtigen Nebenprodukten wie
Fluorokieselsäure, die aus SiF 4 gewonnen
wird.
Wie das vereinfachte Fließbild zeigt, sind
in diesem Prozeß zahlreiche Pumpen im
Einsatz, die unterschiedliche Medien
fördern.
Nachfolgende Tabelle zeigt die im Fließbild
auf Seite 5 dargestellten Pumpen.
NW Fertilizer
The production of NPK mineral fertilizers
starts with the digestion of ground phosphate
rock by means of acid, mostly by
nitric acid.
Subsequent processing and further
conversions lead to the final product and
to partly important by-products such as
fluorosilicic acid which is produced from
SiF 4 .
As shown in the simplified flow sheet
numerous pumps handling different
fluids are installed in this process
system.
The table below is showing the pumps
installed as per flow diagram on page 5.
Engrais NPK
La fabrication d’engrais minéraux NPK
commence par la dissolution dans l’acide
le plus souvent de l’acide nitrique, de
minerai broyé de phosphate.
Le retraitement qui s’ensuit ainsi que
différentes transformations aboutissent
en fin de compte au produit fini ainsi
qu’en partie à différents produits
annexes importants comme l’acide
fluosilicique obtenu à partir du SiF 4
(fluorure de silicium).
Comme le montre le schéma simplifié
de nombreuses pompes véhiculant
différents produits sont en service.
Le tableau ci-dessous montre les
pompes représentées dans le schéma
page 5.
Pumpen-Nr. Pumpentyp Werkstoffe
Pump No. Type of Pump Materials
Pompe No. Type de Pompe Matériaux
Chemie Normpumpe
P 1 RN Standardized Chemical Pump 1.4306 S (G-X 2 CrNi 22 11)
Pompe Chimie Normalisées
Chemiepumpe
P 2 – P 6 RCE Chemical Pump
Pompe Chimie
1.4136 S (G-X 50 CrMo 29 2)
HA 28.5 (G-X 5 CrNiMoCu 28 5)
Chemie Normpumpe
P 7 – P 8 RN Standardized Chemical Pump
Pompe Chimie Normalisées
1.0619 (GS-C 25)
1.4408 (G-X 6 CrNiMo 18 10)
Flüssiggaspumpe
P 9 RSG Liquefied Gas Pump Aluminium (3.2371) G-AISi 7 Mg
Pompe pour Gaz Liquéfiés
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Phosphaterz
Phosphate rock
Minerai de
phosphate
SiF 4
Salpetersaure
Nitric acid
Acide nitrique
Kühlflüssigkeit
Cooling liquid
Liquide de
refroidissement
Wasser
Water
Eau
Ammoniak
Ammonia
Ammoniac
P 9
Pottasche
Potash salt
Potasse
P 1 P 7 P 81
Calciumnitratschmelze
Calcium nitrate melt
Nitrate de calcium fondu
Dampt
Steam
Vapeur
Sand
Sand
Sable
60-
80 °C
P 3
Calciumnitrat
Calcium nitrate
Nitrate de calcium
Dampt
Steam
Vapeur
P 6
Zur weiteren
Verarbeitung
For further
processing
Pour traitement
ulterieur
P 2 P 4 P 5
NPK
Ammoniumnitrat
Ammonium nitrate
Nitrate d’ammonium
Auffallend ist, daß sich in der Praxis der
Werkstoff 1.4136 S in den Pumpenpositionen
2 bis 6 bewährt hat. Dabei sind
einige dieser Pumpen aufgrund eines
aus den Phosphaterzen stammenden
Feststoffanteils zusätzlich verschleißgefährdet.
Auch hier zeigt der aus der
eigenen Werkstoffentwicklung stammende
ferritische Werkstoff 1.4136 S
eine gute Beständigkeit. Diese beruht
nicht zuletzt auf dem Werkstoffgefüge,
das aus Chromferrit und Eisen-Chromcarbiden
besteht.
In bezug auf die praktische Anwendung
korrosions- und verschleißfester Werkstoffe
für die Düngemittelproduktion
verfügt die FRIATEC-Rheinhütte über
jahrzehntelange und solide Erfahrungen.
Sie reichen vom Aufschluß der unterschiedlichen
Phosphaterzqualitäten über
die Förderung von Harnstoffschmelzen
bis zur Produktion von Mineraldüngern
variabler Zusammensetzung nach
verschiedenen Verfahren.
5
It is remarkable that 1.4136 S (30 % Cr)
material has proved suitable for pump
items 2 to 6. Some of these pumps are
additionally subject to abrasion due to
the solids originating from the rock. Here
again the ferritic 1.4136 S material
developed in Rheinhütte’s Material
Department turned out as satisfactorily
resistant, mainly owing to the material
structure formed by chromium ferrite and
ferro chromium carbides.
As far as the practical application of
corrosion- and wear-resistant materials
in fertilizer production is concerned
FRIATEC-Rheinhütte have decades of
experience, covering for instance the
digestion of many different sorts of
phosphate rock, handling of urea melt
and production of mineral fertilizers in
various compositions and to different
processes.
Il convient de remarquer que dans la
pratique, le matériau 1.4136 S (fonte à
30 % de Cr) a fait ses preuves pour les
pompes position 2 à 6.
De plus, certaines de ces pompes sont
soumises à l’usure des particules solides
provenant du minerai de phosphate. Le
matériau ferritique 1.4136 S montre dans
ce cas une bonne résistance. Cela
repose notamment sur la structure du
matériau qui contient également du
ferrite de chrome et du carbure de
chrome et de fer.
Se basant sur l’utilisation pratique de
matériaux résistant à la corrosion et à
l’abrasion, FRIATEC-Rheinhütte dispose
d’une solide expérience depuis de longues
années. Cela va de la dissolution
de différentes qualités de minerai de
phosphate en passant par le pompage
de l’urée en fusion jusqu’à la production
d’engrais minéraux de composition
variable suivant différents procédés.

RCE..BH
RCE..BH
● Besonders robuste Lagerbockkonstruktion; hydrodynamische
Wellenabdichtung durch Laufrad-Rückenschaufeln und
Entlastungsrad; Sperrmediumanschluß; Saugdeckel und
Dichtungseinsatz heizbar.
● Heavy duty bearing pedestal construction; hydrodynamic
shaft sealing by impeller with back vanes and auxiliary impeller;
seal liquid connection; heating jackets on suction cover
and seal insert.
● Construction avec chaise de palier particulièrement robuste;
étanchéité d’arbre hydrodynamique par un turbine avec
ailettes dorsales et turbines auxiliaires; raccord de liquide de
blocage; réchauffage du couvercle d’aspiration et du flasque
de garniture.
RN..CS
RN..CS
● Stationäre Einzel-Gleitringdichtung (Gleitring stationär,
Gegenring rotierend); Freiraum um Gleitringdichtung gewährleistet
intensives Umspülen und verhindert Ablagerungen;
wahlweise mit/ohne Quench.
● Stationary single mechanical shaft seal (spring loaded seal
face stationary, seat rotating); generous space around seal
allows intensive flushing, thus avoiding build-up of deposits;
available with/without quench.
● Garniture mécanique simple stationnaire (grain fixe
stationnaire, contre-grain tournant); le dégagement autour
de la garniture mécanique favorise un rinçage intensif et évite
les bouchages et dépôts; éxécution avec ou sans quench.
RNSi..B
RNSi..B
● Hydrodynamische Wellenabdichtung; entlastete Stopfbuchspackung;
keine Spül- und Sperrflüssigkeit erforderlich;
Betriebstemperaturen bis 300 °C; korrosions- und verschleißfester
Pumpenwerkstoff.
● Hydrodynamic shaft sealing; relieved stuffing box packing;
quench and seal liquids not necessary; operating temperature
up to 300 °C; corrosion- and wear-resistant pump material.
● Etanchéité d’arbre hydrodynamique, convient pour liquides
chargés avec une usure minime; presse-étoupe déchargé;
ne nécessite pas de fluide d’arrosage ni de blocage; températures
de service jusqu’à 300 °C; matériaux de pompe résistant
à la corrosion et à l’abrasion.
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RCEV..A
● Kein Gleitlager im Fördergut, dadurch trockenlaufsicher;
großer Wälzlagerabstand; Doppelspiralgehäuse; geschlossenes
Laufrad mit Vorder- und Rückenschaufeln; druckentlasteter
Wellendurchtritt; Tauchtiefen bis 2000 mm
RCEV..A
● No submerged sleeve bearing (cantilever design), therefore
no damage caused by dry running; arge antifriction bearing
span; double volute; closed impeller with front and back
vanes; shaft gland pressure relieved; submersion depth up
to 2000 mm
● Pas de palier immergé dans le liquide pompé, d’où protection
contre la marche à sec; écartement important entre
les roulements; volute à double spirale; turbine fermée avec
ailettes frontales et dorsales; passage d’arbre déchargé;
hauteur de suspension jusqu’à 2000 mm
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RHEINHÜTTE-Pumpen in der Düngemittelproduktion
RHEINHÜTTE-Pumps in fertilizer production
Pompes RHEINHÜTTE pour la production d’engrais
Chemie-Kreiselpumpen Typ RCE 80/260 BH zur Förderung von Harnstoffschmelze
in einer Düngemittelfabrik.
Chemical centrifugal pumps type RCE 80/260 BH for pumping urea
melt in a fertilizer factory.
Pompes chimie centrifuge type RCE 80/260 BH véhiculant de l’urée
dans une usine de fabrication d’engrais.a
Chemie-Normpumpen Typ RN in der Düngemittelherstellung.
Standardized chemical pumps type RN in fertilizer production.
Pompes chimie normalisées type RN dans la production d’engrais.
Bauform BH – Laufrad mit Vorder- und Rückschaufeln, nachgeschaltetes
Entlastungsrad, Saugdeckel und Stopfbuchsgehäuse heizbar.
Design BH – Impeller with front and back vanes, additional auxiliary
impeller, suction cover and stuffing box housing with heating jackets.
Exécution BH – Turbine avec ailettes frontales et dorsales, turbine
auxiliaire de décharge, couvercle d’aspiration et boîte de garniture
réchauffés.
Bauform BH – hier mit Heizleitungen zur Förderung von Harnstoffschmelze
bei 140 °C.
Design BH – with manifolded heating jacket connection pipes for urea
melt at 140 °C.
Exécution BH – ici avec tuyauteries de réchauffage, pour pompage
d’urée à 140 °C.
3.00.0012 – 1002 d-e-f
FRIATEC-Rheinhütte GmbH & Co.
Postfach / P.O.B. 12 05 45 • D-65083 Wiesbaden
Rheingaustr. 96 -100 • D-65203 Wiesbaden
Tel. +49 (0)611/604-0 • Fax +49 (0)611/604-328
Internet: www.friatec.de • www.rheinhuette.de
e-mail: info@rheinhuette.de • service@rheinhuette.de
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