কোন রাসায়নিক পরিষেবাগুলিতে একটি গ্রাফাইট হিট এক্সচেঞ্জার একটি PTFE ইউনিটকে ছাড়িয়ে যায়?

গ্রাফাইট এবং PTFE উভয়ই ক্ষয়কারী তাপ স্থানান্তরে চ্যাম্পিয়ন, তবুও উভয়েরই তাদের শক্তিশালী পয়েন্ট রয়েছে। গ্রাফাইট পিটিএফই-কে ছাড়িয়ে যায় এমন পরিষেবাগুলি জানা ব্যয়বহুল অপপ্রয়োগ প্রতিরোধ করবে। PTFE একটি মহান রাসায়নিক প্রতিরোধী এবং যান্ত্রিকভাবে নমনীয় উপাদান কিন্তু গ্রাফাইটের একটি উচ্চতর তাপ পরিবাহিতা এবং উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, এটি একটি সংকীর্ণ ক্ষয়কারী কার্যকলাপের জন্য পছন্দের উপাদান তৈরি করে। গ্রাফাইট বনাম PTFE হিট এক্সচেঞ্জারগুলি ভালভাবে বোঝা যায় এবং ইঞ্জিনিয়াররা সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য এবং খরচ-কার্যকর সমাধান বেছে নিতে পারেন৷

গরম সালফিউরিক অ্যাসিড (70-98%) - গ্রাফাইটের দুর্গ
সবচেয়ে আক্রমনাত্মক শিল্প রাসায়নিকগুলির মধ্যে একটি হল ঘনীভূত গরম সালফিউরিক অ্যাসিড। গ্রাফাইট (ফেনোলিক বা পিটিএফই রজন দ্বারা গর্ভবতী, অভেদ্য প্রকার) এই পরিবেশে 200 ডিগ্রি পর্যন্ত ভাল কাজ করে। উপাদান অক্সিডেশন এবং ডিহাইড্রেশন আক্রমণ উভয়ই প্রতিরোধী এবং উচ্চ ঘনত্বেও কাঠামোগত অখণ্ডতা বজায় রাখে।

সালফিউরিক অ্যাসিডের স্থায়ী শুল্কের জন্য PTFE প্রায় 110 ডিগ্রিতে সীমাবদ্ধ। এই তাপমাত্রার উপরে, PTFE দুর্বল হয়ে যায় এবং তার যান্ত্রিক শক্তি হারায়। এছাড়াও তাপ পরিবাহিতা ব্যবধান গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে। ঘনীভূত অ্যাসিড শীতল বা গরম করার জন্য দক্ষ তাপ স্থানান্তর প্রয়োজন যাতে স্থানীয়ভাবে অতিরিক্ত গরম হওয়া বা ঠান্ডা হওয়া এড়ানো যায় যা ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করতে পারে বা পণ্যের ক্ষতি করতে পারে।

সালফিউরিক অ্যাসিডের তরলীকরণ, যোগাযোগ উদ্ভিদের আন্তঃ-পর্যায়ে শীতলকরণ বা অ্যাসিড ঘনত্ব ইউনিটের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, গ্রাফাইট হিট এক্সচেঞ্জারগুলি সাধারণত একমাত্র ব্যবহারযোগ্য অ{1}}ধাতু সমাধান। তাদের দুর্দান্ত তাপ পরিবাহিতা রয়েছে এবং কমপ্যাক্ট ডিজাইনগুলি সক্ষম করে। তাদের জারা প্রতিরোধের ব্যবহার বছরের জন্য স্থিতিশীল.

হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড, জৈব দূষিত
হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড যে কোনও পরিমাণে বেশিরভাগ ধাতুর জন্য খুব ক্ষয়কারী। গ্রাফাইট এবং PTFE উভয়ই বিশুদ্ধ HCl দ্বারা ভালভাবে সহ্য করা হয়। যাইহোক, যদি অ্যাসিডে জৈব দূষক থাকে, যেমন ক্লোরিনযুক্ত দ্রাবক, তেল বা প্রতিক্রিয়া উপজাত, গ্রাফাইট প্রায়শই একটি পছন্দের পছন্দ।

গ্রাফাইট এইচসিএলকে তার স্ফুটনাঙ্ক (অ্যাজিওট্রপিক শক্তির জন্য 110 ডিগ্রি) পর্যন্ত প্রতিরোধ করে এবং ট্রেস অর্গানিক দ্বারা প্রভাবিত হয় না। পিটিএফই একইভাবে এই জৈব পদার্থকে প্রতিরোধ করে কিন্তু পিটিএফই-এর নিম্ন তাপ পরিবাহিতার অসুবিধা। একটি প্রদত্ত দায়িত্বের জন্য, একটি PTFE এক্সচেঞ্জারের তাপ স্থানান্তর এলাকা অনেক বড়। যেখানে প্রক্রিয়া তরলে আঠালো জৈব পদার্থ থাকে, সেখানে পিটিএফই ইউনিটের লম্বা টিউব দৈর্ঘ্য এবং বৃহত্তর শেল ফাউল হওয়ার সম্ভাবনা এবং পরিষ্কার করতে অসুবিধা বাড়ায়। গ্রাফাইট কমপ্যাক্ট ব্লক বা শেল-এবং-টিউব আকারে দেওয়া হয়, যা থাকার সময় এবং জমার জন্য পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলকে কমিয়ে দেয়।

অনুশীলনে, মাঝারি থেকে উচ্চ তাপ লোড সহ HCl পরিষেবাগুলির জন্য, গ্রাফাইট একটি ছোট, আরও প্রতিক্রিয়াশীল এক্সচেঞ্জার সরবরাহ করে যা পরিষ্কার করা এবং বজায় রাখা সহজ।

উচ্চ হারে তাপ স্থানান্তর প্রয়োজন এমন পরিষেবা
গ্রাফাইটের তাপ পরিবাহিতা 80-120 W/m·K, PTFE (0.25 W/m·K) এর চেয়ে কয়েকশ গুণ বেশি। গ্রাফাইট হল পছন্দের উপাদান যেখানে কম্প্যাক্টনেস এবং দুর্দান্ত তাপীয় দক্ষতা গুরুত্বপূর্ণ। এতে সুবিধা সর্বাধিক:

উচ্চ-প্রবাহ তরল শীতল বা গরম করা - গ্রাফাইট তরল-তরল এক্সচেঞ্জারের সামগ্রিক তাপ স্থানান্তর সহগ সাধারণত 600–1200 W/m2·K যেখানে PTFE-এর জন্য এটি 200-400 W/m2·K। পার্থক্য হল একটি গ্রাফাইট ইউনিট একই দায়িত্বের জন্য 2 থেকে 5 গুণ ছোট হতে পারে।

ক্ষয়কারী বাষ্পের ঘনীভবন - উচ্চ টিউব-পার্শ্বের ফিল্ম সহগগুলি ঘনীকরণ ক্রিয়াকলাপের জন্য প্রয়োজন৷ ঘনীভূত তরল ফিল্ম প্রতিরোধের কারণে PTFE এর কম পরিবাহিতা একটি গুরুতর বাধা। গ্রাফাইট কার্যকরভাবে ঘনীভূত হবে, প্রায়শই একটি PTFE ইউনিটের জন্য প্রয়োজনীয় এলাকার এক তৃতীয়াংশেরও কম জায়গায়।

দ্রুত ব্যাচ হিটিং বা কুলিং - ব্যাচ অপারেশনের জন্য যেখানে চক্র সময় অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কম তাপ ভর এবং গ্রাফাইটের শক্তিশালী তাপ পরিবাহিতা দ্রুত তাপমাত্রার র‌্যাম্পের জন্য অনুমতি দেয়। PTFE এর অলস প্রতিক্রিয়াশীলতাও চক্রের সময়কে যোগ করে।

গ্রাফাইটের কম্প্যাক্টনেস হল অ্যাপ্লিকেশনগুলির একটি সিদ্ধান্তকারী ফ্যাক্টর যেখানে স্থান একটি প্রিমিয়ামে থাকে যেমন রাসায়নিক চুল্লি স্কিড, ফার্মাসিউটিক্যাল ক্লিনরুম বা বিদ্যমান বিল্ডিংগুলিতে রেট্রোফিট।

যখন PTFE গ্রাফাইটের চেয়ে ভাল (স্বীকৃতি)
যেকোন ন্যায্য তুলনা অবশ্যই সেই পরিষেবাগুলিকে স্বীকার করতে হবে যার জন্য PTFE উচ্চতর। PTFE নীচের গ্রাফাইটের চেয়ে ভাল:

পরিষেবা কেন আপনি PTFE নির্বাচন করা উচিত
শক্তিশালী অক্সিডাইজিং অ্যাসিড (যেমন, ঘনীভূত নাইট্রিক অ্যাসিড, ক্রোমিক অ্যাসিড) অক্সিডেশন পরিস্থিতিতে রজন গর্ভধারণ আক্রমণ করা হয় যা দুর্ভেদ্য গ্রাফাইটে ক্ষয় প্রতিরোধের ক্ষতি করে। PTFE মূলত নন-অক্সিডাইজিং।
গরম শক্তিশালী কস্টিক (যেমন. 50% NaOH 100 ডিগ্রির উপরে) গরম ক্ষার গ্রাফাইট আক্রমণ করে। PTFE তার তাপমাত্রা সীমা পর্যন্ত কস্টিক প্রতিরোধ করে।
ওলিয়াম (ফ্রি SO₃ ধারণকারী সালফিউরিক অ্যাসিড ফুমিং) গ্রাফাইট বিনামূল্যে SO 3 . PTFE স্থিতিশীল।
উচ্চ কম্পন বা জলের হাতুড়ি সহ সিস্টেমগুলি গ্রাফাইট ভঙ্গুর তাই এটি ফাটল ধরে। PTFE নমনীয় তাই এটি যান্ত্রিক শক নেয়।
তরলে বড় বা ঘর্ষণকারী পদার্থ গ্রাফাইট প্যাসেজওয়ে প্লাগ বা ক্ষয় করে। PTFE টিউব বাঁক এবং কণা মাধ্যমে যেতে পারে.
গ্রাফাইট ওলিয়াম, গরম শক্তিশালী কস্টিক বা অক্সিডাইজিং অ্যাসিড যেমন ঘনীভূত নাইট্রিকের সাথে বিক্রিয়া করবে। এই পরিষেবাগুলির জন্য, PTFE বা অন্যান্য উপকরণ (যেমন ট্যানটালাম, সিলিকন কার্বাইড) তদন্ত করা উচিত।

সারাংশ সারণী: সিদ্ধান্তের জন্য নির্দেশিকা
রাসায়নিক শুল্কের জন্য গ্রাফাইট বা PTFE বেছে নেওয়ার জন্য একটি সংক্ষিপ্ত নির্দেশিকা নীচের টেবিলে দেখানো হয়েছে:

রাসায়নিক পরিষেবা গ্রাফাইট কর্মক্ষমতা PTFE কর্মক্ষমতা উপকরণ পছন্দ
গরম H2SO4 (70-98%, 80-200oC) চমৎকার তাপমাত্রা সীমিত