Ammoniumsulfat
Ammoniumsulfat – Grundlagen & Verwendung
Ammoniumsulfat ((NH4)2SO4) ist ein in großem Maßstab hergestelltes Produkt, das hauptsächlich als Stickstoffdünger (Fertilizer) in der Landwirtschaft eingesetzt wird. Daneben gibt es zahlreiche weitere Nischenanwendungen z.B. als Lebensmittelzusatzstoff und in der Trinkwasseraufbereitung.
(NH4)2 SO4 oder AMSUL war einer der ersten und am weitesten verbreiteten Stickstoff(N)-Dünger für die Pflanzenproduktion. Heute ist er weniger verbreitet, aber besonders wertvoll wenn sowohl Stickstoff als auch Schwefel (S) benötigt werden. Seine hohe Löslichkeit bietet Vielseitigkeit für eine Reihe von landwirtschaftlichen Anwendungen.
Ammoniumsulfat wird seit mehr als 150 Jahren hergestellt. Ursprünglich wurde es aus Ammoniak hergestellt, das bei der Herstellung von Kohlengas freigesetzt wurde (zur Beleuchtung von Städten) oder aus Kohlekoks, der zur Stahlherstellung verwendet wurde. Heute wird es meist durch Reaktion von Schwefelsäure mit erhitztem Ammoniak hergestellt (siehe Prozessschemata unten).
Um die für die Anwendung am besten geeignete Kristallgröße zu erhalten, werden die Reaktionsbedingungen durch Filtern und Trocknen der Partikel kontrolliert, bis die gewünschte Größe erreicht ist. (Zentrifugen & Trockner)
| SHS Schubzentrifuge | CONTURBEX Siebschneckenzentrifuge |
|---|---|
| 302 | 250 |
| 402 | 320 |
| 502 | 400 |
| 602 | 520 |
| 702 | 700 |
| 802 | 1000 |
| 1002 | 1200 |
| Typische Maschinengrößen Zentrifugen | |
Düngemittel – Ammoniumsulfat wird hauptsächlich als Dünger für alkalische Böden verwendet. Im Boden wird das Ammoniumion freigesetzt und bildet eine geringe Menge an Säure, wodurch das pH-Gleichgewicht des Bodens gesenkt wird, während gleichzeitig der für das Pflanzenwachstum notwendige Stickstoff zugeführt wird.
Lebensmittelzusatzstoffe | Säureregulierung (E517) – Als Lebensmittelzusatzstoff wird Ammoniumsulfat von der U.S. Food and Drug Administration allgemein als sicher anerkannt (GRAS) und wird in der Europäischen Union mit der E-Nummer E517 bezeichnet. Es wird als Säureregulator in Mehlen und Broten verwendet.
Trinkwasseraufbereitung – Bei der Aufbereitung von Trinkwasser wird Ammoniumsulfat in Kombination mit Chlor zur Erzeugung von Monochloramin zur Desinfektion verwendet.
Ammoniumsulfat – Zentrifugen
Auswahlkriterien für SHS & CONTURBEX
| SHS | CONTURBEX | |
|---|---|---|
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| Schlüsselfaktoren | ||
| Feststoff- konzentration | Relativ konstante Zulaufbedingungen mit Feststoffkonzentrationen ab etwa 40%. | Sehr sicherer Betrieb auch bei schwankenden Feststoffkonzentrationen durch forcierten Feststofftransport. |
| Produktwaschung | Höchste Produktreinheiten aufgrund der langen Verweilzeit des Produktes auf dem Sieb. | Gute, jedoch wegen der kürzeren Verweilzeit etwas limitierte Produktreinheiten. |
| Feststoffdurchschlag / Ausbeute | Schonender Produkttransport, hohe Feststoffschicht - und folglich weniger Partikelbruch - reduzieren Feststoffverluste zum Filtrat und steigern die Ausbeute. | Eine dünnere Feststoffschicht sorgt für eine schnelle Entwässerung, kann aber zu mehr Partikelbruch und höheren Feststoffverlusten führen. Anwendung häufig bei der Abtrennung von feinen Ammoniumsulfat-Kristallen. |
| Restfeuchte | Optimale Entwässerung der Kristalle sogar bei niedrigerer G-Kraft und nach einer Produktwaschung durch lange Verweilzeit auf dem Sieb. | Höhere G-Kraft sorgt für eine schnelle und optimale Entwässerung auch bei feineren Kristallen. |
| Reinigung | Das Produkt verbleibt nach dem Zufuhrstopp in der Siebtrommel. Entladung der Maschine vor Neustart durch eine automatisierte Reinigung. | Selbst-Reinigungseffekt durch die Schnecke - minimale Restmenge an Produkt verbleibt nach dem Zufuhrstopp in der Siebtrommel. Maschine kann auch nach einem Neustart gereinigt werden. |
| Abdichtungssystem | Schwaden- und gasdichte Ausführung verfügbar. | Schwaden- und gasdichte Ausführung verfügbar. |
Ammoniumsulfat Prozesse
Rückgewinnung aus Abwässern
A) Rückgewinnung von gelöstem Ammoniumsulfat aus anfallenden Abwässern bei der Herstellung von:
- Caprolactam (CPL)
→ Polyamid 6 (Textilfaser, Folie) - Acrylnitrile (AN)
→ Acrylamid, Klebstoff, Lösungsmittel - Methylmethacrylate (MMA)
→ Acrylglas (Plexiglas)
In industrieller Hinsicht fällt Ammoniumsulfat als Nebenprodukt bei einigen chemischen Prozessen, insbesondere bei der Produktion von Caprolactam an. Aus solchen Ammoniumsulfat-haltigen Abwässern lassen sich in sogenannten DTB- (Draft Tube Baffle) oder Oslo-Kristallisatoren grobkörnige Produkte im Bereich von 2 bis 4 mm) herstellen. Dies ist wichtig, um eine gute Streufähigkeit beim Ausbringen des Düngemittels auf die Felder zu gewährleisten.
Aus Ammoniakgas und Schwefelsäure
B) Synthetische Herstellung von Ammoniumsulfat aus Ammoniak und Schwefelsäure.
Synthetisch wird Ammoniumsulfat durch die Reaktion von gasförmigem Ammoniak und Schwefelsäure gewonnen. Auch in dieser Anwendung ist eher die Verarbeitung von „Abfallschwefelsäure“ aus Produktionsprozessen der Anlass zum Bau von Ammoniumsulfat-Anlagen, und weniger der globale Bedarf an Ammoniumsulfat. Wegen unvermeidbarer dissipativer Vorgänge bei der schnell ablaufenden Reaktion, ist das Produkt aus Reaktionskristallisatoren deutlich feiner und damit auch billiger als das qualitativ hochwertigere Produkt aus DTB Kristallisatoren.
Ammoniumsulfate als Nebenprodukt (Entschwefelung)
C) Nebenprodukt bei der Entschwefelung von Koksofengas.
Ein vergleichbarer Prozess zur Vermeidung von Schwefelabfällen kommt auch bei der Reinigung von Koksofengas zum Einsatz. Bei der Rauchgasentschwefelung fällt Ammoniumsulfat als Nebenprodukt an.
