Aufgrund seines hohen Stickstoffanteils ist Harnstoff der bedeutendste Stickstoffdünger weltweit. Die Her-stellung von Harnstoffgranulaten erfolgt im Wirbelschicht-Sprühgranulationsprozess, der die Schritte der Feststoffbildung und –formulierung miteinander vereint. Dabei wird Harnstoffschmelze über viele Düsen in eine Wirbelschicht bestehend aus Harnstoffpartikeln gedüst. Die eingesprühten Tropfen werden an der Partikeloberfläche zunächst abgeschieden und erstarren aufgrund der umströmenden, kalten Fluidisationsluft.
Um eine gewünschte Produktpartikelgrößenverteilung einzustellen, wird dem Granulator ein Sieb-Mahl-Kreislauf nachgeschaltet. Partikel gewünschter Größe werden aus dem Prozess ausgeschleust. Große Parti-kel werden in einer Mühle zerkleinert und zusammen mit Unterkorn aus dem Sieb zurück in den Granulator gefördert. Aufgrund des hohen apparativen und energetischen Aufwands der Rückführung besteht ein Hauptziel darin, den Rücklaufstroms zu minimieren.

Im Rahmen dieser Bachelorarbeit soll ein Werkzeug erstellt werden um den ganzheitlichen großtechnischen Granulationsprozess mit Hilfe eines Prozesssimulationstools berechnen zu können. Dafür steht am Institut die Prozesssimulationssoftware ASPEN Plus V.8.0 zur Verfügung, mit dem der Fokus auf den Feststoffkreislauf gelegt werden soll. Hierbei werden zunächst übliche Modelle von Granulator, Sieb und Mühle verwenden und den Einfluss unterschiedlicher Modelle diskutieren.
Anschließend wird das ideale Berechnungmodell des Granulators durch ein eigenes flexibles Modell ersetzt, mit dem es möglich ist interne Prozessvariablen (wie z.B. partikelgrößenabhängige Wachstumsraten) vorzugeben. Das erweiterte Granulatormodell kann mit Hilfe von ACM (ASPEN Custom Modeler) implementiert und in den ganzheitlichen Prozess integriert werden. Die aus dem Gesamtmodell berechneten Partikelgrößenverteilungen werden mit experimentellen Ergebnissen aus großtechnischen Anlagen verglichen und validiert.